Glossario

Purezza di una miscela eutettica 

Purezza di una miscela eutettica: di cosa si tratta?

Un sistema eutettico è una miscela di 2 (o più) componenti che fonde e solidifica come una singola sostanza pura. L‘aggiunta al componente princapale di altri componenti („impurezze“) provoca la riduzione del suo punto di fusione. Questo fenomeno può essere evidenziato con la calorimetria differenziale a scansione (differential scanning calorimetry, DSC).  

Per materiali con un grado di purezza superiore al 98.5% (frazione molare), la DSC può essere utilizzata per determinare il livello di impurezze presenti nella miscela, ovvero il grado di purezza del componente principale. La metodica è descritta nelle norme ASTM E928, DIN 51004 e DIN 51007, nelle quali si sfrutta l’equazione di Van´t Hoff in forma semplificata:  

Ts: Temperatura di fusione della miscela in esame [K] 
T0: Temperatura di fusione del componente puro [K]  
R: Costante dei gas [J/mol.K]
X2: Frazione molare dell’impurezza 
ΔHf: Calore (entalpia) di fusione [J/mol] 
F: Calore (entalpia) di fusione [J/mol] 

Quest‘ equazione può essere riarrangiata:  

che può essere vista come l’equazione di una retta in un diagramma bidimensionale x-y:  

y = m⋅x + b

in cui il valore Ts, espresso in funzione di 1 /F, darà una retta con 

  • Intercetta sull’asse y:

T0

coefficiente angolare (pendenza):

Nella realtà il risultato generalmente non è una linea retta a causa di innumerevoli trasformazioni su scala sub-microscopica che avvengono all’interno del campione durante il riscaldamento prima della fusione e che non vengono „visti“ dalla DSC. Viene quindi effettuata una linearizzazione della curva sperimentale aggiungendo all’equazione un fattore di correzione c, aggiunto sia all’area totale che a quella parziale:  

Il fattore di correzione c deve essere minore del 20% per avere dei risultati attendibili dal metodo.  

Curve Ts=f(1/F): dati non non-linearizzati (grigio) e linearizzati applicando il fattore di correzione c (verde).

La frazione molare delle impurezze è ricavata dalla pendenza della curva linearizzata, una volta nota l’entalpia di fusione della sostanza pura.