Binodale
Als Binodale (auch Koexistenzkurve genannt) wird diejenige Kurve in einem Phasendiagramm bezeichnet, ab welcher ein Phasenübergang erfolgen kann und thermodynamisch günstiger ist. Sie stellt damit genau die Linie der Koexistenz beider Phasen dar. Die Binodale umschließt die Spinodale, mit der sie gemeinsame, sogenannte kritische Punkte besitzen kann (vgl. Abbildung).[1]
Wichtig ist dieses Konzept zum Beispiel bei binären Mischungen. Befindet man sich in einem geeigneten Temperaturbereich, kann durch allmähliche Erhöhung der Konzentration des einen Stoffes (Bewegung auf einer Linie parallel zur Zusammensetzungs-Achse, d. h. auf einer Konode) ein Punkt erreicht werden, an dem sich die beiden Stoffe nicht mehr homogen vermischen, sondern sich in zwei Phasen trennen, die nebeneinander koexistieren (Mischungslücke).
Für Zustände innerhalb der Spinodale sind Zweiphasenzustände die Gleichgewichtszustände (Minimum der freien Enthalpie $ G $), außerdem sind sie thermodynamisch stabil (die zweite Ableitung der freien Enthalpie z. B. nach der Konzentration ist positiv). Für die Zustände zwischen Spinodale und Binodale ist der Zweiphasenzustand thermodynamisch ebenfalls am günstigsten (Minimum der freien Enthalpie), allerdings ist der Zustand ohne Entmischung nur metastabil (stabil gegen kleine Auslenkungen), da die zweite Ableitung der freien Enthalpie positiv ist.[2]
Einzelnachweise
- ↑ Günter Jakob Lauth, Jürgen Kowalczyk, Ludger Gailing: Thermodynamik: Eine Einführung. Springer-Verlag, 2015, ISBN 978-3-662-46229-4, S. 250 (books.google.de).
- ↑ Hermann Weingärtner: Chemische Thermodynamik: Einführung für Chemiker und Chemieingenieure. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-322-91221-3, S. 130 (books.google.de).