Faasidiagrammi definitsioon

Candela Rocío Barbisan | dets. 2021
Keemiainsener

Eelnevalt on soovitav mõista, mida me agregeerimisoleku muutuste all mõtleme. Need on konkreetselt oleku või faasi muutused. Kui aine on lihtne, näiteks molekulaarsed vedelikud, on sellel täpselt määratletud sulamis- ja keemistemperatuur. Kusjuures molaarmasside suurenemisel muutuvad need temperatuurid vahemikeks või pigem intervallideks, mille vahel toimub faasimuutus.

Isegi paljudel juhtudel ei saavutata teatud faasimuutuste temperatuure, kuna ained on eelnevalt lagunenud. Määratleme järgmised faasimuudatused, mis paiknevad diagrammidel:

- Aurustumine: vedelikust gaasiks.
- Kondensatsioon: gaasist vedelaks.
- Sublimatsioon: tahkest ainest gaasiliseks.
- Pöördsublimatsioon: gaasist tahkeks.
- Tahkumine: vedelast tahkeks.
- Fusioon: tahkest vedelaks.

Üldiselt on need termilised protsessid, mis nõuavad imendumine või kohaletoimetamine Energia et need tekiksid, nii et energia lisamisel või eemaldamisel liigume mööda diagramm faasis, et näha, millises agregatsiooni olekus aine on.

Nagu me hästi teame, on iga aine kordumatu, seega on igal ainel oma ainulaadne faasidiagramm. Seetõttu esitatakse igal diagrammil kolmikpunkt, kus rõhk ja temperatuuri milles eksisteerivad koos kolm faasi (tahke, vedel ja gaasiline). Tasakaal. Samamoodi esitatakse punkt kriitilineAuru- või gaasikõvera ülemises otsas näitab see punkt, et kõrgematel temperatuuridel ei saa seda vedelasse olekusse viia pärast gaasi rõhu jätkamist.

Üldiselt on faasidiagrammid kujutatud järgmiselt:

Siin on täheldatud, a skeem kus rõhk paikneb ordinaatteljel ja temperatuur abstsissteljel. Üldiselt saab parema visualiseerimise huvides alasid ka värvida. Vasakule graafiline aine on tahkes olekus ja temperatuuri tõustes (st suurendab süsteemi tarnitud energiat) täheldatakse faasimuutust vedelikuks ja seejärel vedelikust aur. Niikaua kui liigume kolmikpunktist kõrgemale. Kolmikpunktist allpool on faasimuutus otsene tahkest ainest auruks või vastupidi, sõltuvalt energia kohaletoimetamisest või eemaldamisest.

Kõik kujutatud kõverad on tasakaalukõverad. Näiteks kõver kolmikpunktist kriitilise punktini on vedeliku tasakaalu kõver - aur, samas kui vasakul olev kõver on vedeliku-tahke tasakaalu kõver. Allpool on tahke-auru tasakaal, kuna madalatel temperatuuridel ja rõhkudel on tahke aine aururõhk esindatud. Kõik need tasakaalukõverad esindavad ülalnimetatud faasimuutusi.

Esitatud faasidiagramm on konkreetselt vee faasidiagramm, märkides, et rõhul 1 atm keemistemperatuur on 100ºC (normaalne keemispunkt) ja sulamistemperatuur on 0ºC (sulamistemperatuur normaalne). Kriitiline punkt täheldatakse kriitilise temperatuuriga 374 °C ja kriitilise rõhuga 218 atm, samas kui kolmikpunkt, kus eksisteerivad kolm tasakaalu, on 0,00603 atm ja 0,01 °C.

Lisaks võime täheldada, et rõhu suurendamisel sulamistemperatuur väheneb, samal ajal kui keemistemperatuur tõuseb, see on tingitud iga kõvera nõlvadest Tasakaal.

Nagu me varem mainisime, on igal ainel oma faasidiagramm, seega ka trend mainitud ei pruugi olla kõigis juhtumiuuringutes korratud, kuna kõverate nõlvad tasakaal varieeruda.