Como prever Transições de Fase Usando um diagrama de fases

Cada estado de matéria, seja sólido, líquido, ou gás, é chamado um Estágio. diagramas de fase são ferramentas úteis para descrever os estados de um determinado tipo de matéria em diferentes temperaturas e pressões.

Quando a matéria se move de uma fase para outra por causa de mudanças na energia térmica e / ou pressão, que a matéria é dito que passar por uma transição de fase. Mover-se de líquido para gás é chamado ebulição, e a temperatura à qual ocorre de ebulição é chamada de ponto de ebulição. Mover-se de sólido para líquido é chamado fusão, e a temperatura à qual ocorre de fusão é chamado de ponto de fusão. O ponto de fusão é o mesmo que o ponto de congelamento, mas congelamento implica importa se deslocam de líquido a fase sólida.

Na superfície de um líquido, as moléculas podem entrar na fase de gás mais facilmente do que em outra parte no interior do líquido, porque os movimentos das referidas moléculas não são tão restringida pelas moléculas em torno deles. Assim, estas moléculas de superfície podem entrar na fase gasosa, a temperaturas abaixo do ponto de ebulição do líquido característico. Esta mudança de fase de baixa temperatura é chamada evaporação e é muito sensível à pressão. Baixas pressões para permitir a evaporação maior, enquanto que as altas pressões encorajar moléculas para re-entrar na fase líquida num processo chamado condensação.

A pressão do gás através da superfície de um líquido é chamado de pressão de vapor. Compreensivelmente, líquidos com pontos de ebulição baixos tendem a ter elevadas pressões de vapor, porque as partículas são fracamente atraídos um para o outro. Na superfície de um líquido, que interagem fracamente partículas têm uma melhor oportunidade de escapar para a fase de vapor, aumentando deste modo a pressão de vapor. Veja como cinética molecular teoria ajuda a dar sentido às coisas?

Na combinação certa de pressão e temperatura, a matéria pode mover-se directamente a partir de um sólido para um gás, ou vapor. Este tipo de mudança de fase é chamada sublimação, e é o tipo de mudança de fase responsável pela névoa branca que emana gelo seco, o nome comum para o dióxido de carbono sólido. O movimento na direcção oposta, a partir de gás directamente na fase sólida, é chamada deposição.

A tabela resume as mudanças de fase.

Um diagrama de fase exibe geralmente mudanças de temperatura no eixo horizontal e alterações na pressão em atmosferas (atm), ou sobre o eixo vertical. As linhas desenhadas dentro do campo de temperatura-pressão de diagrama representam os limites entre as fases, como mostrado para a água e dióxido de carbono na figura.

Try um exemplo: Etanol (C₂H₆Ó) tem um ponto de congelação de -114 graus Celsius. O composto 1-propanol (C₃H₈Ó) tem um ponto de fusão de -88 graus Celsius. A 25 graus Celsius (onde ambos os compostos são líquidos), qual é a probabilidade de ter a pressão de vapor superior, e por quê?

Em primeiro lugar, observar que um ponto de congelação e um ponto de fusão são o mesmo - que ponto é a temperatura à qual a substância sofrer o líquido-a-sólido ou sólido-líquido de transição de fase. Em seguida, compare os pontos de congelação / fusão de etanol e propanol. Muito temperaturas mais baixas devem ser alcançados para congelar etanol do que para congelar propanol. Isto sugere que as moléculas de etanol têm menos forças atrativas entre si do que as moléculas propanol fazer. A 25 graus Celsius, ambos os compostos estão em fase líquida. No caso de líquidos puros, cujas partículas têm intermolecular mais fraco (entre-molécula) de atracção, a pressão de vapor é mais elevada, porque as moléculas na superfície do líquido pode mais facilmente escapar-se em vapor de fases (gás). Assim, eThanol tem a mais elevada pressão de vapor a 25 graus Celsius.