Diagramas de fases

Las lineas que separan dos regiones son curvas de equilibrio entre dos fases

La línea entre el punto triple y el punto crítico representa el equilibrio entre las fases líquida y gaseosa y termina allí en el punto crítico

Cualquier punto sobre ésta línea describe un conjunto de condiciones temperatura y presión bajo las cuales el líquido y el vapor pueden existir en equilibrio.

La curva A-O representa el equilibrio entre la fase sólida y el vapor.

La O-B es la correspondiente al punto de fusión y representa las condiciones de equilibrio solido - líquido.

La intersección de las tres curvas en el punto O se denomina punto triple, donde coexisten las tres fases en equilibrio

El punto triple se presenta a una temperatura y presión que dependen de la naturaleza de las sustancias. Para el agua ocurre a 0,01 °C y a una presión de 4,58 mmHg

Cada una de las tres regiones del diagrama corresponde a un sistema monofásico, es decir, para cualquier valor de presión y temperatura que caiga dentro de la región, la sustancia está en la fase allí especificada

En la Tierra a nivel del mar estamos habituados a ver que el agua se congela a 0ºC y que se evapora a 100ºC. Esto se puede apreciar en la línea roja de la gráfica, que indica la presión de una atmósfera.

Sin embargo, si la presión se reduce lo suficiente, se podría observar como el hielo pasa a estado gaseoso directamente. O incluso encontrar un punto en el que se puede conseguir cualquiera de los tres estados con una pequeña variación de los parámetros (punto triple). Este punto presenta un gran interés para la calibración de termómetros de precisión.

.

Por otra parte, si aumentamos la temperatura y la presión se puede ver que la curva que separa las fases vapor-líquido se detiene en un punto llamado punto crítico. Más allá de este punto, la materia se presenta como un fluido supercrítico que tiene al mismo tiempo propiedades de un líquido y de un gas. Modificando la presión y temperatura en valores alrededor del punto crítico se producen reacciones que pueden tener interés industrial, como por ejemplo las utilizadas para obtener café descafeinado