Appunti di chimica su Diagrammi di stato e di fase

Diagrammi di stato o di fase di sistemi omogenei

Definizione di fase

Una fase è una porzione omogenea di un sistema che ha caratteristiche chimiche e fisiche uniformi. Un sistema omogeneo è composto da una sola fase.

Curve di transizione

• Curva di solidificazione/fusione
• Curva di ebollizione/condensazione
• Curva di sublimazione/brinamento

Confini di fase

I confini di fase sono l'insieme di coppie di pressione (P) e temperatura (T) per cui si passa da una fase in equilibrio dinamico tra due diversi stati.

Punto triplo

Il punto triplo è il punto in cui tutti e tre gli stati esistono in equilibrio. Ovvero, ad una certa pressione e temperatura, un determinato quantitativo di gas si congela e lo stesso quantitativo di liquido si solidifica. È definito come il punto unico al di sotto del quale non esiste lo stato liquido, mentre le velocità di evaporazione, condensazione e fusione sono uguali.

Punto critico

Il punto critico è un altro punto di interesse nei diagrammi di fase.

Legge di Gibbs o regola delle fasi

La legge di Gibbs si esprime con la formula:

V = C + 2 - f

• V = Variabili gradi di libertà: variabili che possiamo variare arbitrariamente senza alterare l'equilibrio.
• C = Componenti del sistema (es. per l'acqua, C = 1).
• 2 = Variabili di stato di cui si tiene conto (P e T).
• f = Fasi nei punti in cui possiamo applicare la legge.

1. V = 1 + 2 - 1 = 2 ➔ Ci sono 2 gradi di libertà; possiamo variare 2 parametri senza che l'equilibrio venga alterato (fase).
2. V = 1 + 2 - 2 = 1 ➔ Possiamo variare solo un parametro arbitrariamente, l'altro verrà di conseguenza (curve).
3. V = 1 + 2 - 3 = 0 ➔ Non possiamo variare alcun parametro (punto triplo).