O que é um diagrama de fases?

Um diagrama de fases é um gráfico comumente usado nas ciências, especialmente na química, para visualizar as condições sob as quais uma substância existe em uma determinada fase e muda para outra fase. As fases abordadas por um diagrama de fases são tipicamente as fases sólida, líquida e gasosa. Os diagramas são configurados como gráficos com pressão no eixo vertical e temperatura no eixo horizontal. As curvas no diagrama representam pontos nos quais diferentes fases estão em estado de equilíbrio e os espaços abertos representam fases distintas. Uma grande quantidade de informações valiosas, como ponto de ebulição e ponto de congelamento de uma substância a uma dada pressão, pode ser obtida a partir desse diagrama.

O diagrama de fases típico começará em temperatura e pressão muito baixas e começará com apenas uma curva. Acima da curva está a fase sólida e abaixo dela a fase gasosa. A própria curva representa equilíbrio entre sólido e gás; em condições de pressão muito baixa, raramente existe líquido. Esse equilíbrio também é chamado de ponto de sublimação . Eventualmente, a uma temperatura e pressão específicas, a curva se ramifica em duas curvas distintas, e o espaço entre as duas representa a fase líquida.

O ponto em que a curva se ramifica em duas curvas é chamado de ponto triplo . É importante porque representa as condições específicas de temperatura e pressão nas quais as fases sólida, líquida e gasosa estão em estado de equilíbrio. Isso significa que a substância representada pelo gráfico muda constantemente entre as fases - as três estão presentes a qualquer momento.

Em alguma temperatura e pressão, a curva inferior termina em um ponto conhecido como ponto crítico . Isso geralmente ocorre em pressão e temperatura relativamente altas. Em condições de pressão e temperatura superiores ao ponto crítico, não há distinção discernível entre a fase líquida e a fase gasosa.

Os diagramas de fases são úteis e podem ser muito importantes para os químicos. A curva no diagrama de fases que divide o líquido e o gás, por exemplo, representa as condições sob as quais os dois estarão em equilíbrio. Em outras palavras, a curva representa o ponto de ebulição da substância.