Diagrama de Fases

Resumo

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O diagrama de fases é um gráfico utilizado para indicar condições de temperatura, pressão e composição necessárias para obter uma substância e/ou mistura em um determinado estado físico (sólido, líquido ou gasoso).

Vamos começar a entender pelo diagrama mais tranquilo, o diagrama de fases unitário.

O diagrama de fases unitário é o mais simples e refere-se a um sistema com um único componente. Ele tem uma estrutura mais ou menos assim:

Diagrama de fases unitário
Diagrama de fases unitário

No diagrama nós temos três curvas (azul, verde e laranja) que separam os estados sólido, líquido e gasoso.

CURVA AZUL: É a que separa o estado sólido do estado gasoso. Qualquer composição pressão x temperatura que caia sob essa curva indica que temos a substância no estado sólido e gasoso coexistindo.

CURVA VERDE: É a que separa o estado sólido do estado líquido. Qualquer composição pressão x temperatura que caia sob essa curva indica que temos a substância no estado sólido e líquido coexistindo.

CURVA LARANJA: É a que separa o estado líquido do estado gasoso. Qualquer composição pressão x temperatura que caia sob essa curva indica que temos a substância no estado líquido e gasoso coexistindo.

Dá uma olhada no diagrama de fases para a água:

Diagrama de fases para a água
Diagrama de fases para a água

Para uma pressão de $1~atm$ e temperatura de $-10°~C$, temos gelo. Se mantermos essa mesma pressão, mais aumentarmos a temperatura para $0°~C$, temos gelo e água líquida coexistindo, indicando que a substância está em um processo de mudança de fase.

Agora mantendo a pressão em $1~atm$ e aumentando a temperatura para $60°~C$, temos somente água líquida. E se continuarmos aumentando a temperatura até $120°~C$, teremos vapor d'água.

É muito importante perceber que sabendo as condições de pressão e temperatura podemos olhar o diagrama e saber em qual estado a substância estará.

Tem mais um ponto importante nesse diagrama, o ponto triplo:

Diagrama de fases indicando o ponto triplo
Diagrama de fases indicando o ponto triplo

O ponto triplo, indicado no diagrama acima, é o ponto no qual as três curvas se encontram. Nesse ponto, nós temos o par pressão x temperatura no qual encontramos a substância nos três estados físicos coexistindo.

Para finalizar o nosso papo, podemos identificar as mudanças de estado físico no diagrama, desse modo aqui:

Mudança de estado físico no diagrama de fases
Mudança de estado físico no diagrama de fases

SETA 1: Sublimação

SETA 2: Ressublima��ão

SETA 3: Fusão

SETA 4: Solidificação

SETA 5: Vaporização

SETA 6: Condensação

Bem interessante o diagama de fases, não é? Mas lembra que eu disse que esse era o mais tranquilo? Então, ainda tem os diagramas de fases binários.

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