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Phasendiagramme binärer Systeme

Mischkristallbildung

Wenn nicht extrem langsam abgekühlt wird, besitzen die Mischkristalle nicht an allen Stellen die gleiche Zusammensetzung. Das heißt, man erhält ein uneinheitliches und nicht im Gleichgewicht befindliches Produkt. Kühlt man sehr langsam ab oder erhitzt die erstarrte Schmelze nochmals längere Zeit bis knapp unter die Schmelztemperatur (Tempern), sind die Atome auch im Feststoff noch hinreichend beweglich und es kommt zu gleichmäßiger Verteilung. Die Mischkristalle besitzen dann die gleiche Zusammensetzung wie die ursprüngliche Schmelze.

Abb.1
Gemisch von uneinheitlichen Mischkristallen

Betrachtet man die Vielzahl von möglichen Stoffmischungen, stellt man fest, dass Mischkristallbildung relativ selten auftritt, denn die Voraussetzungen für wechselseitige Vertretung auf Gitterplätzen (gleicher Gittertyp, ähnliche Größe, gleichartige Bindungsverhältnisse) sind meist nicht gegeben. Viel häufiger ist die Bildung eutektischer Systeme. In diesen Systemen verursacht die Verunreinigung einer Komponente mit einer anderen eine Erniedrigung des Schmelzpunktes. Die höchsten Schmelzpunkte besitzen in solchen Systemen die Reinstoffe. Der Schmelzpunkt ist deshalb ein wichtiges und einfach zu ermittelndes Kriterium für die Reinheit einer Substanz. Liegt ein ermittelter Schmelzpunkt einer vermeintlich reinen Probe unter dem - aus Tabellen zu entnehmenden - der reinen Substanz, enthält die Verbindung offenbar noch Verunreinigungen.

Man kann die Schmelzpunkterniedrigung durch Beimengungen auch dazu benutzen, die Identität zweier Stoffe gleichen Schmelzpunktes zu überprüfen. Man bestimmt dann den Mischschmelzpunkt, indem man annähernd gleiche Mengen der beiden Stoffe gut verreibt und den Schmelzpunkt bestimmt. Ist der Schmelzpunkt unverändert, handelt es sich um den selben Stoff, ist er erniedrigt, liegen zwei unterschiedliche Stoffe vor. Aufgrund der bequemen Zugänglichkeit der Schmelzpunkte für die meisten organischen Stoffe (einige Hundert Grad Celsius) ist die Schmelzpunktbestimmung vor allem im organischen Labor eine einfache Methode.

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