Dacă două sau mai multe faze în contact ale unui sistem sunt în echilibru reciproc, atunci compozițiile fazelor unui astfel de sistem eterogen sunt, de asemenea, în dependență reciprocă. În metalurgie avem de-a face cu lichide practic nemiscibile — metal și zgură. Dacă o substanță este dizolvată în două lichide nemiscibile, atunci, în conformitate cu legea distribuției, raportul concentrațiilor (activităților) substanței dizolvate în aceste lichide la o temperatură dată este o valoare constantă.
Substanța dizolvată trebuie să aibă aceeași formă molară în ambii solvenți. La temperatură constantă, raportul dintre activitățile componentei în diferitele faze este constant. Să presupunem că FeO este distribuit între metal și zgură, fazele fiind în echilibru. Atunci, la temperatură constantă
LFeO — este coeficientul de distribuție a FeO.
Pentru cazul distribuției în metal și zgură a FeS se obține: a (FeS)/a[FeS⌉ = LFeS.
Dacă activitatea sulfurii în faza de zgură este egală cu fracția molară, iar în metal — conținutul său procentual, atunci N(FeS)/[FeS, %⌉ = LFeS.
Gradul de precizie al ecuației depinde de proporționalitatea dintre unitățile de activitate și concentrație.
Legea distribuției ajută la explicarea proceselor de interacțiune a componentelor în fazele de contact.
Ratele de tranziție ale substanțelor sunt determinate de procesele de difuzie și depind de temperatură, precum și de intensitatea amestecului fazelor. Ratele de interacțiune ale substanțelor depind de concentrația acestora. Dacă rata de interacțiune a substanțelor este foarte mare în comparație cu rata de difuzie a substanțelor, reacția se termină într-un strat subțire la interfață, deoarece numărul de molecule A și B care ajung la interfață este mic, iar rata de interacțiune a acestora este suficient de mare.
Rata de formare a substanțelor depinde de intensitatea alimentării interfeței cu substanțe care reacționează și de rata de eliminare a produselor de reacție. Pentru a evalua trecerea unei substanțe de la o fază la alta prin evaporare, dizolvare, cristalizare, interacțiune chimică, se utilizează conceptul de potențial chimic, care este, de fapt, forța motrice în trecerea masei de la o fază la alta, de la o stare la alta. Condiția echilibrului fazelor (echilibrul într-un sistem multifazic), pe lângă egalitatea temperaturii și a presiunii tuturor fazelor, este egalitatea potențialelor chimice ale fiecărui component în toate fazele (regula fazei Gibbs).
Potențialul chimic este uneori comparat cu temperatura, care este forța motrice din spatele transferului de căldură de la un corp cu o temperatură mai ridicată la un corp cu o temperatură mai scăzută. În mod similar, transferul de masă al unei substanțe are loc spontan de la o substanță cu un potențial chimic mai ridicat la o substanță cu un potențial mai scăzut, până când valorile potențialelor chimice se egalizează. Dacă, de exemplu, potențialul chimic al unui gaz în stare liberă este mai mare decât potențialul său în soluție, procesul de dizolvare va continua până când concentrațiile gazului în fază gazoasă și în soluție se egalizează, adică până când sistemul atinge o stare de echilibru.
Dacă potențialul chimic al gazului în soluție este mai mare decât în stare liberă, gazul va fi eliberat din soluție până la stabilirea echilibrului. Dacă forma de existență a particulelor de impuritate în faze (în metal și zgură) nu este aceeași și depinde de concentrația impurității, coeficientul de distribuție se modifică odată cu modificarea concentrației impurității. În sistemul metal-scură, fosforul are o astfel de proprietate. Coeficientul de distribuție al fosforului LР = (Р205)/[P] variază de la 50-300 la un conținut inițial de fosfor în metal ≤0,15% și crește la 400-1000 la 0,3-0,45% P.
