Diagrammes binaires et règle du levier

Un diagramme binaire décrit les phases d'un mélange de deux constituants à des conditions précisées. Dans un domaine biphasé, les compositions des phases ne sont généralement pas la composition globale du mélange. Une ligne de conjugaison à température fixée relie les compositions des deux phases en équilibre.

Avec une fraction molaire globale $x$ et des compositions $x_\alpha<x<x_\beta$, le bilan donne $x=f_\alpha x_\alpha+f_\beta x_\beta$ et $f_\alpha+f_\beta=1$. Les fractions de quantité de matière sont alors $f_\beta=(x-x_\alpha)/(x_\beta-x_\alpha)$. Une lecture massique demande des compositions et fractions massiques cohérentes, ou une conversion explicite.

Un mélange a $x=0{,}35$ et se sépare en phases de compositions $x_\alpha=0{,}20$ et $x_\beta=0{,}80$. La fraction de phase bêta vaut $(0{,}35-0{,}20)/(0{,}80-0{,}20)=0{,}25$ ; alpha vaut $0{,}75$. Le bilan retrouve $0{,}75\times0{,}20+0{,}25\times0{,}80=0{,}35$. Les compositions de phase restent 0,20 et 0,80 ; 0,25 est une proportion de phase, pas une nouvelle composition.

Le tableau sépare trois compositions et deux proportions. Le côté opposé de la ligne de conjugaison fixe la fraction d'une phase, d'où le nom de règle du levier. L'écriture du bilan est plus sûre qu'une mémorisation graphique inversée.