Wie zur Vorhersage Phasenübergänge ein Phasendiagramm verwenden

Jeder Zustand der Materie, ob fest, flüssig oder Gas, wird als ein Phase. phasen~~POS=TRUNC sind nützliche Werkzeuge, um die Zustände einer gegebenen Art von Materie in den verschiedenen Temperaturen und Drücken für die Beschreibung.

Wenn Materie bewegt sich von einer Phase zur anderen aufgrund von Änderungen der Wärmeenergie und / oder Druck, wird diese Angelegenheit, sagte eine zu unterziehen Phasenübergang. Der Übergang von Flüssigkeit zu Gas wird aufgerufen Kochen, und die Temperatur, bei der das Sieden stattfindet heißt die Siedepunkt. Der Übergang von fest zu flüssig wird aufgerufen schmelzen, und die Temperatur, bei der Schmelzen erfolgt heißt die Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt ist die gleiche wie die Gefrierpunkt, aber Einfrieren Materie impliziert vom flüssigen in den festen Phase zu bewegen.

An der Oberfläche einer Flüssigkeit, können Moleküle, die die Gasphase leichter als anderswo in der Flüssigkeit eintreten, weil die Bewegungen dieser Moleküle nicht sind, wie durch die Moleküle um sie herum eingeschränkt. So werden diese Oberflächenmoleküle können die Gasphase bei Temperaturen unter dem charakteristischen Siedepunkt der Flüssigkeit ein. Diese Niedertemperaturphasenänderung aufgerufen Verdunstung und ist sehr empfindlich gegen Druck. Niedrige Drücke ermöglichen eine größere Verdunstung, während hohe Drücke Moleküle fördern die flüssige Phase in einem Prozess zur erneuten Eingabe aufgerufen Kondensation.

Der Druck des Gases über die Oberfläche einer Flüssigkeit genannt Dampfdruck. Verständlicherweise Flüssigkeiten mit niedrigen Siedepunkten neigen hohe Dampfdrücke haben, weil die Partikel schwach aneinander angezogen werden. An der Oberfläche einer Flüssigkeit, schwach wechselwirkenden Teilchen eine bessere Chance, in die Dampfphase zu entweichen, wodurch der Dampfdruck erhöht wird. Sehen Sie, wie kinetische molekularen Theorie Sinn der Dinge machen hilft?

Bei der richtigen Kombination von Druck und Temperatur, kann Materie direkt von einem festen zu einem Gas oder Dampf zu bewegen. Diese Art der Phasenänderung aufgerufen Sublimation, und es ist die Art von Phasenwechsel verantwortlich für den weißen Nebel, der aus ausgeht Trockeneis, der gemeinsame Name für festes Kohlendioxid. Bewegung in die entgegengesetzte Richtung, von Gas direkt in fester Phase, wird aufgerufen Ablage.

Die Tabelle fasst die Phasenänderungen.

Ein Phasendiagramm zeigt in der Regel Änderungen in der Temperatur auf der horizontalen Achse und Änderungen im Druck (in Atmosphären oder atm) auf der vertikalen Achse. Linien innerhalb der Temperatur-Druck-Bereich des Diagramms gezeichnet stellen die Grenzen zwischen den Phasen, wie Wasser und Kohlendioxid in der Figur gezeigt.

Try ein Beispiel: Ethanol (C₂H₆O) hat einen Gefrierpunkt von -114 Grad Celsius. Die Verbindung 1-Propanol (C₃H₈O) hat einen Schmelzpunkt von -88 Grad Celsius. Bei 25 Grad Celsius (wobei beide Verbindungen sind Flüssigkeiten), die man wahrscheinlich den höheren Dampfdruck zu haben, und warum?

Zunächst bemerken, dass ein Gefrierpunkt und einen Schmelzpunkt sind die gleiche Sache - dieser Punkt ist die Temperatur, bei der eine Substanz, die die Flüssigkeit-Feststoff oder Feststoff-zu-flüssig Phasenübergang erfährt. Gefrier- / Schmelzpunkte von Ethanol und Propanol Als nächstes vergleichen. Viel kälteren Temperaturen muss Ethanol einzufrieren erreicht werden als Propanol einzufrieren. Dies deutet darauf hin, dass Ethanolmoleküle weniger Anziehungskräfte unter sich haben, als Propanol-Moleküle tun. Bei 25 Grad Celsius sind beide Verbindungen in flüssiger Phase. In reinen Flüssigkeiten, deren Teilchen schwächere intermolekulare (zwischen den Molekül) Anziehungskraft, ist der Dampfdruck höher ist, weil die Moleküle an der Oberfläche der Flüssigkeit leichter in Dampf (Gas) Phase entweichen kann. Damit, ethanol den höheren Dampfdruck bei 25 Grad Celsius.