Cómo predecir las transiciones de fase usando un diagrama de fases
Video: Diagramas de fase I
Cada estado de la materia, ya sea sólido, líquido o gas, se denomina fase. Los diagramas de fase son herramientas útiles para la descripción de los estados de un tipo dado de la materia a través de diferentes temperaturas y presiones.
Cuando la materia se mueve de una fase a otra a causa de cambios en la energía térmica y / o presión, se dice que la materia que someterse a una transición de fase. El paso de líquido a gas se llama hirviendo, y la temperatura a la que se produce ebullición se denomina punto de ebullición. El paso de sólido a líquido se llama derritiendo, y la temperatura a la que se produce de fusión se denomina punto de fusion. El punto de fusión es el mismo que el punto de congelación, pero congelación implica materia en movimiento de líquido a fase sólida.
En la superficie de un líquido, las moléculas pueden entrar en la fase de gas más fácilmente que en otros lugares dentro del líquido debido a los movimientos de las moléculas no son tan limitados por las moléculas de su alrededor. Así pues, estas moléculas de la superficie pueden entrar en la fase gas a temperaturas por debajo característica punto de ebullición del líquido. Este cambio de fase de baja temperatura se llama evaporación y es muy sensible a la presión. Las bajas presiones permiten una mayor evaporación, mientras que las altas presiones estimulan moléculas de volver a entrar en la fase líquida en un proceso llamado condensación.
Video: Diagrama de fases: Pb-Sn
La presión del gas sobre la superficie de un líquido se denomina presión de vapor. Comprensiblemente, líquidos con puntos de ebullición bajos tienden a tener altas presiones de vapor debido a que las partículas están débilmente atraídos el uno al otro. En la superficie de un líquido, las partículas de interacción débil tienen una mejor oportunidad de escapar en la fase de vapor, lo que aumenta la presión de vapor. Vea cómo cinética molecular teoría ayuda a dar sentido a las cosas?
En la combinación correcta de presión y temperatura, la materia puede pasar directamente de un sólido a un gas, o vapor. Este tipo de cambio de fase se llama sublimación, y es el tipo de cambio de fase responsable de la niebla blanca que emana de hielo seco, el nombre común para el dióxido de carbono sólido. El movimiento en la dirección opuesta, a partir de gas directamente en fase sólida, se llama declaración.
Video: Termodinámica 02: Diagrama P vs. T
La tabla resume los cambios de fase.
| Cambio de Fase (aumento de la energía) | Cambio de Fase (energía decreciente) |
|---|---|
| De fusión: sólido a líquido | Congelación: líquido a sólido |
| La vaporización (evaporación o ebullición): líquido a gas | Condensación: gas a líquido |
| Sublimación: sólido a gas | Deposición: gas a sólido |
Un diagrama de fases por lo general muestra los cambios de temperatura en el eje horizontal y cambios en la presión (en atmósferas, o ATM) en el eje vertical. Las líneas dibujadas dentro del campo de temperatura-presión del diagrama representan los límites entre las fases, como se muestra para el dióxido de carbono y agua en la figura.
Los diagramas de fases para el agua, H2O, y dióxido de carbono, CO2.Tri o un ejemplo: Etanol (C2MARIDO6O) tiene un punto de -114 grados Celsius congelación. El compuesto 1-propanol (C3MARIDO8O) tiene un punto de -88 grados Celsius de fusión. A los 25 grados Celsius (donde ambos compuestos son líquidos), que es probable que tenga la mayor presión de vapor, y por qué uno?
Video: Diagrama ternario
En primer lugar, aviso de que un punto de congelación y un punto de fusión son la misma cosa - que punto es la temperatura a la cual una sustancia se somete el líquido-a-sólido o sólido a líquido de transición de fase. A continuación, comparar los puntos de congelación / fusión de etanol y propanol. Mucho temperaturas más frías deben alcanzarse para congelar etanol que para congelar propanol. Esto sugiere que las moléculas de etanol tienen un menor número de fuerzas de atracción entre sí que las moléculas propanol hacen. A 25 grados Celsius, ambos compuestos están en fase líquida. En los líquidos puros cuyas partículas tienen intermolecular más débil (entre-molécula) de atracción, la presión de vapor es más alto porque las moléculas en la superficie del líquido pueden escapar más fácilmente en fase de vapor (gas). Asi que, miTHANOL tiene la presión de vapor superior a 25 grados Celsius.
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