状態図とは

フェーズ図は、科学、特に化学で一般的に使用されるチャートで、物質が特定のフェーズに存在し、別のフェーズに変化する条件を視覚化します。 相図で扱われる相は、通常、固体、液体、および気体の相です。 図は、縦軸に圧力 、横軸に温度のグラフとして設定されています。 図の曲線は、さまざまなフェーズが平衡状態にあるポイントを表し、オープンスペースは個別のフェーズを表します。 特定の圧力での物質の沸点や凝固点など、多くの貴重な情報をこのような図から収集できます。

典型的な状態図は、非常に低い温度と圧力で始まり、1つの曲線のみで始まります。 曲線の上が固相で、下が気相です。 曲線自体は、固体と気体の間の平衡を表します。 非常に低い圧力条件では、液体はほとんど存在しません。 この平衡は昇華点とも呼ばれます。 最終的に、特定の温度と圧力で、曲線は2つの異なる曲線に分岐し、2つの間の空間は液相を表します。

曲線が2つの曲線に分岐するポイントは、トリプルポイントと呼ばれます。 固体、液体、気相がすべて平衡状態になる温度と圧力の特定の条件を表すため、重要です。 これは、チャートによって表される物質がフェーズ間で絶えずシフトしていることを意味します。3つすべてが常に存在しています。

ある温度と圧力では、下側の曲線は臨界点と呼ばれる点で終わります。 これは通常、比較的高い圧力と温度で発生します。 臨界点より高い圧力および温度条件では、液相と気相の間に識別可能な区別はありません。

相図は有用であり、化学者にとって非常に重要です。 たとえば、液体と気体を分割する状態図の曲線は、2つが平衡状態になる条件を表します。 つまり、曲線は物質の沸点を表します。