Was ist ein Phasendiagramm?
Ein Phasendiagramm ist ein Diagramm, das in den Wissenschaften, insbesondere in der Chemie, häufig verwendet wird, um die Bedingungen zu visualisieren, unter denen Substanzen in einer bestimmten Phase existieren und in eine andere Phase übergehen. Die durch ein Phasendiagramm angesprochenen Phasen sind typischerweise die feste, flüssige und gasförmige Phase. Die Diagramme sind als Diagramme mit Druck auf der vertikalen Achse und Temperatur auf der horizontalen Achse aufgebaut. Kurven im Diagramm stellen Punkte dar, an denen sich verschiedene Phasen im Gleichgewicht befinden, und Freiräume stellen unterschiedliche Phasen dar. Aus einem solchen Diagramm können viele wertvolle Informationen wie Siedepunkt und Gefrierpunkt eines Stoffes bei einem bestimmten Druck gewonnen werden.
Das typische Phasendiagramm beginnt bei sehr niedrigen Temperaturen und Drücken und beginnt mit nur einer Kurve. Oberhalb der Kurve befindet sich die feste Phase und unterhalb die gasförmige Phase. Die Kurve selbst stellt das Gleichgewicht zwischen Feststoff und Gas dar; Bei sehr niedrigem Druck ist Flüssigkeit selten vorhanden. Dieses Gleichgewicht wird auch als Sublimationspunkt bezeichnet . Schließlich verzweigt sich die Kurve bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck in zwei verschiedene Kurven, und der Raum zwischen den beiden repräsentiert die flüssige Phase.
Der Punkt, an dem sich die Kurve in zwei Kurven verzweigt, wird als Tripelpunkt bezeichnet . Es ist wichtig, weil es die spezifischen Temperatur- und Druckbedingungen darstellt, unter denen sich die feste, flüssige und gasförmige Phase alle im Gleichgewicht befinden. Dies bedeutet, dass der in der Grafik dargestellte Stoff ständig zwischen den Phasen wechselt - alle drei sind zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden.
Bei einer gewissen Temperatur und einem gewissen Druck endet die untere Kurve an einem Punkt, der als kritischer Punkt bezeichnet wird . Dies geschieht üblicherweise bei relativ hohem Druck und Temperatur. Bei höheren Druck- und Temperaturbedingungen als dem kritischen Punkt ist keine Unterscheidung zwischen flüssiger und gasförmiger Phase erkennbar.
Phasendiagramme sind nützlich und können für Chemiker sehr wichtig sein. Die Kurve im Phasendiagramm zwischen Flüssigkeit und Gas repräsentiert beispielsweise die Bedingungen, unter denen sich die beiden im Gleichgewicht befinden. Mit anderen Worten repräsentiert die Kurve den Siedepunkt der Substanz.