Che cos'è un diagramma di fase?

Un diagramma di fase è un diagramma che viene comunemente utilizzato nelle scienze, in particolare in chimica, per visualizzare le condizioni in cui una sostanza esiste in una data fase e cambia in un'altra fase. Le fasi affrontate da un diagramma di fase sono in genere le fasi solida, liquida e gassosa. I diagrammi sono impostati come grafici con pressione sull'asse verticale e temperatura sull'asse orizzontale. Le curve sul diagramma rappresentano i punti in cui diverse fasi si trovano in uno stato di equilibrio e gli spazi aperti rappresentano fasi distinte. Molte informazioni preziose, come il punto di ebollizione e il punto di congelamento di una sostanza a una data pressione, possono essere raccolte da tale diagramma.

Il tipico diagramma di fase inizierà a temperatura e pressione molto basse e inizia con una sola curva. Sopra la curva è la fase solida, e sotto di essa è la fase gassosa. La curva stessa rappresenta l'equilibrio tra solido e gas; a condizioni di pressione molto bassa, raramente esiste liquido. Questo equilibrio è anche indicato come punto di sublimazione . Alla fine, a una temperatura e una pressione specifiche, la curva si dirama in due curve distinte e lo spazio tra le due rappresenta la fase liquida.

Il punto in cui la curva si ramifica in due curve viene definito punto triplo . È importante perché rappresenta le condizioni specifiche di temperatura e pressione a cui le fasi solida, liquida e gassosa sono tutte in uno stato di equilibrio. Ciò significa che la sostanza rappresentata dal grafico si sposta costantemente tra le fasi: tutti e tre sono presenti in un dato momento.

Ad una certa temperatura e pressione, la curva inferiore termina in un punto indicato come punto critico . Questo di solito si verifica a pressione e temperatura relativamente alte. A condizioni di pressione e temperatura superiori al punto critico, non è possibile distinguere tra fase liquida e fase gassosa.

I diagrammi di fase sono utili e possono essere molto importanti per i chimici. La curva sul diagramma di fase che divide liquido e gas, ad esempio, rappresenta le condizioni in cui i due saranno in equilibrio. In altre parole, la curva rappresenta il punto di ebollizione della sostanza.