¿Qué es un diagrama de fase?

Un diagrama de fase es un gráfico que se usa comúnmente en las ciencias, especialmente en química, para visualizar las condiciones en las que existe una sustancia en una fase determinada y cambia a otra fase. Las fases tratadas por un diagrama de fase son típicamente las fases sólida, líquida y gaseosa. Los diagramas se configuran como gráficos con presión en el eje vertical y temperatura en el eje horizontal. Las curvas en el diagrama representan puntos en los que las diferentes fases están en un estado de equilibrio, y los espacios abiertos representan fases distintas. Se puede obtener una gran cantidad de información valiosa, como el punto de ebullición y el punto de congelación de una sustancia a una presión dada, a partir de dicho diagrama.

El diagrama de fase típico comenzará a muy baja temperatura y presión y comienza con una sola curva. Sobre la curva está la fase sólida, y debajo está la fase gaseosa. La curva en sí misma representa el equilibrio entre sólido y gas; en condiciones de muy baja presión, el líquido rara vez existe. Este equilibrio también se conoce como el punto de sublimación . Finalmente, a una temperatura y presión específicas, la curva se ramifica en dos curvas distintas, y el espacio entre las dos representa la fase líquida.

El punto en el que la curva se ramifica en dos curvas se denomina punto triple . Es importante porque representa las condiciones específicas de temperatura y presión a las que las fases sólida, líquida y gaseosa se encuentran en un estado de equilibrio. Esto significa que la sustancia representada por el gráfico cambia constantemente entre las fases: las tres están presentes en un momento dado.

A cierta temperatura y presión, la curva inferior termina en un punto denominado punto crítico . Esto generalmente ocurre a presiones y temperaturas relativamente altas. En condiciones de presión y temperatura superiores al punto crítico, no hay distinción discernible entre la fase líquida y la fase gaseosa.

Los diagramas de fase son útiles y pueden ser muy importantes para los químicos. La curva en el diagrama de fases que divide el líquido y el gas, por ejemplo, representa las condiciones bajo las cuales los dos estarán en equilibrio. En otras palabras, la curva representa el punto de ebullición de la sustancia.