Если две или несколько контактирующих фаз системы находятся во взаимном равновесии, то составы фаз такой гетерогенной системы также находятся во взаимной зависимости одна от другой. В металлур­гии имеют дело с практически не смешивающимися жидкостями — металлом и шлаком. Если вещество растворяется в двух несмешивающихся жидкостях, то, согласно закону распределения, соотноше­ние концентраций (активностей) растворенного в этих жидкостях ве­щества при данной температуре есть величина постоянная.

Растворенное вещество должно иметь одну и ту же молярную форму в обоих растворителях. При постоянной температуре соотно­шение активностей компонента в разных фазах неизменно. Допус­тим, что FеО распределено между металлом и шлаком — фазами, на­ходящимися в равновесии. Тогда при постоянной температуре

a (FеО)/a[FеО⌉ =  соnst = LFеО,

LFеО — коэффициент распределения  FеО.

Для случая распределения в металле и шлаке  FеS получим: a (FеS)/a[FеS⌉ =  LFеS.

Если активность сульфида в шлаковой фазе равна молярной доле, а в металле — его процентному содержанию,то      N(FеS)/[FеS, %⌉ =  LFеS.

При этом степень точности уравнения зависит от пропорциональ­ности между единицами активности и концентрации.

Закон распределения помогает объяснить процессы взаимодейст­вия компонентов в контактирующих фазах.

Скорости перехода веществ определяются диффузионными про­цессами и зависят от температуры, а также от интенсивности переме­шивания фаз. Скорости взаимодействия веществ  зависят от их концентрации. Если скорость взаимодействия веществ  весьма велика по сравнению со скоростью диффузии веществ, то ре­акция заканчивается в тонком слое на поверхности раздела, так как количество молекул А и В, поступающих к поверхности раздела, не­велико, а скорость их взаимодействия достаточно большая.

Скорость образования вещества  зависит от интенсивности под­вода реагирующих веществ к поверхности раздела фаз и от скорости от­вода продуктов реакции. Для оценки перехода вещества из одной фазы в другую путем испарения, растворения, кристаллизации, химического взаимодействия используют понятие химического потенциала, являю­щегося, по существу, движущей силой при переходе массы из одной фазы в другую, из одного состояния в другое. Условием фазового рав­новесия (равновесия в многофазной системе), помимо равенства тем­пературы и давления всех фаз, является равенство химических потен­циалов каждого компонента во всех фазах (правило фаз Гиббса).

Химический потенциал иногда сравнивают с температурой, кото­рая является движущей силой при передаче тепла от тела с более вы­сокой температурой к телу с более низкой температурой. Аналогич­но этому перенос массы вещества протекает самопроизвольно от ве­щества с большим химическим потенциалом к веществу с меньшим потенциалом до тех пор, пока значения химических потенциалов не сравняются. Если, например, химический потенциал газа в свобод­ном состоянии больше, чем его потенциал в растворе, то процесс растворения будет продолжаться до выравнивания концентраций данного газа в газовой фазе и в растворе, т.е. до достижения системой состояния равновесия.

Если химический потенциал газа в растворе больше, чем в свобод­ном состоянии, то газ будет до момента установления равновесия вы­деляться из раствора. Если форма существования частиц примеси в фа­зах (в металле и шлаке) не одинакова и зависит от концентрации при­меси, то коэффициент распределения изменяется с изменением концентрации примеси. В системе металл—шлак подобным свойством обладает фосфор. Коэффициент распределения фосфора LР =  (Р205)/[Р] колеблется в пределах 50-300 при первоначальном содер­жании фосфора в металле ≤0,15% и возрастает до 400—1000 при 0,3-0,45% Р.