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Lexikon der Geowissenschaften: Gibbssche Phasenregel

Gibbssche Phasenregel, Gibbsches Phasengesetz, Phasenregel, eine erstmals von J.W. Gibbs aufgestellte Regel, die heute thermodynamisch untermauert als Phasengesetz für Kristallchemie, Mineralogie und Petrologie von grundlegender Bedeutung ist. Sie gestattet es, die Anzahl der in einem System auftretenden Phasen bei bekannten physikalisch-chemischen Bedingungen exakt vorauszusagen. Die maximale Anzahl der Phasen P ergibt sich als die Summe der Komponenten K plus dem Zahlenwert 2, vermindert um die Anzahl der Zustandsvariablen bzw. Freiheiten F, gemäß der Gleichung:

P = K+2-F.

In zahlreichen mineralogischen Systemen, insbesondere bei den Gesteinen, wo die Zustandsvariablen Druck und Temperatur in weiten Grenzen variieren, entspricht die Anzahl der Phasen der Anzahl der Mineralarten und im allgemeinen auch der Anzahl der stofflichen Komponenten, so daß hier die Phasenregel P = K gilt. Liegt in einem System nur eine einzige Phase vor, z.B. im überkritischen Zustandsbereich des H2O, dann bezeichnet man es als homogenes System. In Mehrstoffsystemen kann die Anzahl der Phasen dagegen sehr groß sein, solche Systeme mit mehreren Phasen bezeichnet man als heterogene Systeme. Gemäß dem Phasengesetz ist die Anzahl der in einem System möglichen Phasen bei freier Wahl der Zustandsvariablen gleich der Anzahl der vorhandenen Komponenten. Liegt dagegen eine Zustandsvariable, z.B. der Druck oder die Temperatur, fest, dann kann eine weitere Phase auftreten, liegen sowohl Druck als auch Temperatur fest, treten zwei Phasen mehr auf. Phasenbeziehungen, Einstoffsysteme, binäre Systeme, tenäre Systeme. [GST]

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