Passaggi di stato e diagrammi di stato Prof Branda

Passaggi di Stato

Ogni sostanza può esistere in 3 stati: solido, liquido, aeriforme, e può passare da ognuno di questi stati ad un altro. I passaggi di stato sono:

• Fusione: passaggio da solido a liquido
• Vaporizzazione: passaggio da liquido ad aeriforme
• Liquefazione: passaggio da aeriforme a liquido
• Solidificazione: passaggio da liquido a solido
• Sublimazione: passaggio da solido a aeriforme
• Brinamento: passaggio da aeriforme a solido

I passaggi di stato avvengono a temperatura caratteristiche per ogni sostanza.

L'evaporazione è un fenomeno che riguarda le superficie del liquido l'ebollizione il fenomeno dell'evaporazione se estende a tutta la massa del liquido per questo creano le bolle.

Passaggi Solido-Liquido e Liquido-Solido:

Se tenga conto che parleremo solo ed esclusivamente di sostanze pure non di composti.

Come già detto durante la fusione la temperatura è costante If e pressione Ip costante la variazione dell'energia libera di Gibbs.

Δg = ΔH - T_FΔS_F = 0 allora

T_F = ΔH_F / ΔS_F = ΔG_F + PΔV_F / ΔS_F

Δq variazione di entalpia durante la fusione

ΔS_g la variazione di entropia

ΔV_g la variazione di volume

In genere P e ΔV_g sono entrambi positivi quindi in genere i materiali dello stato solido sono più densi dello stato liquido e la temperatura di fusione aumenta all'aumentare della pressione.

L'acqua ha invece due comportamenti anomali:

• La densità dello stato solido è minore di quella dello stato liquido quindi ΔV_g è negativo.
• Come conseguenza del precedente anomalia la temperatura di fusione diminuisce all'aumentare della pressione.

Vediamo ora cosa succede ad un solido dell'aumentare della temperatura. Un solido è un insieme di particelle ordinate che non possono muoversi dalla loro posizione, ma possono oscillare.

All’aumentare della temperatura aumenta anche l’energia di vibrazione. Come abbiamo visto le particelle in un solido sono le stesse della fusione, la temperatura aumenta l’energia di sottofondo.

Se aumenta tanto la temperatura e abbastanza alta le particelle si allontanano dal solido che diventa liquido. La temperatura di fusione dipende dai posizionamenti delle particelle e dalla temperatura di vibrazione e dalla pressione. Il ghiaccio fonde a 0°C mentre il ferro fonde a circa 1500°C.

Le differenze tra le temperature di fusione sono dovute al fatto che i legami nel ghiaccio sono semplici (legami covalenti) mentre i legami nel ferro sono più legami metallici (e sono deboli) mentre i legami covalenti, che sono più forti.

Formando anche il colore la testa, la fusione diventa dolce. Forte distorsione.

Curva di riscaldamento

Questa curva è il grafico temperatura-tempo di un solido quando lo riscaldiamo con una potenza termica (calore per tempo).

Nel tratto 1 la temperatura del solido aumenta fino al punto del temperatura di fusione.

Nel tratto 2 la temperatura resta costante (temperatura di fusione) e il calore fornito viene utilizzato nel fondo il solido.

La lunghezza del tratto 2 è il tempo che ci vuole per la fusione completa e dipende dalle proprietà della sostanza, dal calore che fornisco e dalla massa del materiale.

Curva di raffreddamento

Quando sottraggiamo calore il grafico è l’opposto del precedente e valgono le stesse considerazioni.

Dove le curve si...astano al di temperatore da solidificazione. Si tenga conto che temperatura di fusione e temperatura di solidificazione corrispondono.

Se si raffredda colando troppo velocemente quello che succede è che il tempo resta

Esiste però solo un punto in cui coesistono tutte e tre le fasi e questo punto viene chiamato punto triplo e coincide con il punto di intersezione delle due curve. (Ridisegniamo ora il nostro grafico dove abbiamo già detto le nostre curve).

Allora: il dominio del PD è a destra del punto triplo mentre quello del PB è a sinistra dello stesso. Nel punto triplo cioè la pressione propria è temperatura Triplo l'acqua esiste nelle materiali coesistono.

Ove andiamo a fissare tutte le temperature di fusione al variare della pressione a traccia le curve di t fusione. tPv e T fusione.

Parliamo di diagramma di stato delcl'acqua perché la temperatura di fusione è della pressione: diminuisce con l'aumento della.

DIAGRAMMA DI STATO DELL'ACQUA

Prendiamo un sistema con delle cubed di ghiaccio. Siamo quindi in una condizione in cui l'equilibrio solido acqua ghiaccio in un punto ac è rappresentato tanto nel grafico. Noi vogliamo osservarti il variare della pressione e della la temperatura di icia pressione. a temperature è

Tutti quei valori individuano il valore di equilibrio del ghiaccio in cui. (liquido e solido). Osserviamo ora il sistema in cui la tessa pressione e dandoriamo la temperatura fin dalla temperature di fusione.

In queste condizioni, sciolto al punto s, si crea altra punto in liquidie quindi: delle curve. al sale l'aumento e si sono tutti i punti di fusione al variare della pressione e della temperatura.

Se aumentiamo ancora di più la temperatura arriviva al punto in cui l'acqua e liquido diventa gas, vapor - formiamo vapore perché siamo sopra le tensione di vapore dell'acqua. fa la temperatura (, punto il'l'acqua e liquido). Aumentando ancora la temperatura arriveremo alla curva PD è in queste condizioni il sistema contiene in fase liquida e gassosa e le lacurve PD rappresenta le curve delle condizioni in cui troviamoo liquido bolle e aumentando la temperatura (l'equasi estate solo diffusione diventare).

Ora abbassiamo la pressione come Panel pressivo e olierviamo la temperatura è sigillato sublime e divento vapore. Atlo le curve PB corrispondono alle condizioni in cui il ghiaccio diventa vapore. l'immaginiano ora di stare a T costante nell'osservazione di PD cn P gineau e aumentando quindi la pressione.