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Anorganische Chemie - Phasendiagramme reiner Stoffe

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Anorganische Chemie

Phasendiagramme reiner Stoffe

Inhaltsverzeichnis

Hinweis

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In einem Phasendiagramm werden die Druck- und Temperaturbereiche, in denen Phasen in ihren Aggregatzuständen thermodynamisch stabil sind, grafisch dargestellt.

Die drei Aggregatzustände von chemischen Reinstoffen lassen sich somit durch Phasendiagramme veranschaulichen.

Merke

Hier klicken zum Ausklappen Bei diesen Phasendiagrammen werden die Aggregatzustände in Abhängigkeit von Druck und Temperatur dargestellt. Zwischen den einzelnen Aggregatzuständen verlaufen Kurven, die je nach Lage als Sublimationskurve, Schmelzkurve oder Dampfdruckkurve bezeichnet werden. An der Stelle wo die drei Kurven aufeinandertreffen liegt der Tripelpunkt. Der kritische Punkt liegt am Ende der Dampfdruckkurve.

Am Tripelpunkt liegen die drei Aggregatzustände eines Stoffes im thermodynamischen Gleichgewicht vor. Bei dieser Temperatur und diesem Druck können alle drei Aggregatzustände existieren.

Die Dampfdruckkurve endet am kritischen Punkt. Ab hier sind der gasförmige und flüssige Zustand nicht mehr unterscheidbar. Oberhalb der kritischen Temperatur kann ein Gas auch durch beliebig hohen Druck nicht mehr verflüssigt werden.

 

Beispiele:

Kohlendioxid

Das Kohlendioxid ist ein Stoff, dessen Zustandsänderungen ein "normales" Verhalten zeigt. Wird der Druck auf flüssiges CO2 erhöht, so wird dieses fest. Das feste Kohlendioxid weist also eine höhere Dichte als seine Flüssigkeit auf.

Phasendiagramm Kohlendioxid
Phasendiagramm Kohlendioxid

 

 

Wasser

Das Wasser zeigt in seinem Phasendiagramm ein annormales Verhalten. Wird bei gleichbleibender Temperatur Druck auf Wassereis ausgeübt, so kann es schmelzen. Dieses Verhalten wird auf verschiedene Weise ausgenutzt (z. B. Schlittschuhlaufen), bereitet aber auch technisch große Probleme (z. B. Frostschäden an Straßen). Da Wasser unter Normaldruck seine höchste Dichte bei circa 4 °C hat, wo es flüssig ist, kann Wassereis auf seiner Flüssigkeit schwimmen.

Phasendiagramm Wasser
Phasendiagramm Wasser