Co je fázový diagram?

Fázový diagram je graf, který se běžně používá ve vědách, zejména v chemii, k vizualizaci podmínek, za kterých látka existuje v dané fázi a mění se v jiné fázi. Fáze řešené fázovým diagramem jsou obvykle pevné, kapalné a plynné fáze. Grafy jsou nastaveny jako grafy s tlakem na vertikální osu a teplotou na horizontální ose. Křivky na diagramu představují body, ve kterých jsou různé fáze ve stavu rovnováhy, a otevřené prostory představují odlišné fáze. Z takového diagramu lze získat spoustu cenných informací, jako je bod varu a bod tuhnutí látky při daném tlaku.

Typický fázový diagram začne při velmi nízké teplotě a tlaku a začíná pouze jednou křivkou. Nad křivkou je pevná fáze a pod ní plynná fáze. Samotná křivka představuje rovnováhu mezi pevnou látkou a plynem; za velmi nízkých tlaků kapalina zřídka existuje. Tato rovnováha je také označována jako bod sublimace . Nakonec se při specifické teplotě a tlaku křivka rozvětví na dvě odlišné křivky a prostor mezi nimi představuje kapalnou fázi.

Bod, ve kterém se křivka větví do dvou křivek, se označuje jako trojitý bod . Je to důležité, protože představuje specifické podmínky teploty a tlaku, při kterých jsou pevná, kapalná a plynná fáze ve stavu rovnováhy. To znamená, že látka reprezentovaná grafem se neustále pohybuje mezi fázemi - všechny tři jsou přítomny v daném okamžiku.

Při určité teplotě a tlaku končí spodní křivka v bodě označovaném jako kritický bod . K tomu obvykle dochází při relativně vysokém tlaku a teplotě. Za podmínek tlaku a teploty vyšších než kritický bod není patrné rozlišení mezi kapalnou fází a plynnou fází.

Fázové diagramy jsou užitečné a pro chemiky mohou být velmi důležité. Křivka na fázovém diagramu dělící kapalinu a plyn například představuje podmínky, za kterých budou tyto dva v rovnováze. Jinými slovy křivka představuje bod varu látky.