Universita’ degli Studi dell’Insubria
Corsi di Laurea in Scienze Chimiche e
Chimica Industriale
Termodinamica
Chimica
Diagrammi di Fase
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Studiate per l’esame!
© Dario Bressanini
Non fate come Calvin
© Dario Bressanini
Non fate come Calvin
© Dario Bressanini
Equilibri di Fase
Potenziale Chimico e Stabilità
  

  Sm
 T  p
  

  Vm
 p T
È più stabile la fase
con minor 
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Potenziale Chimico e Stabilità
© Dario Bressanini
Diagrammi di Fase
© Dario Bressanini
Fasi della Materia
I cambiamenti di fase richiedono energia
per vincere le forze intermolecolari
© Dario Bressanini
Diagrammi di Fase
Un diagramma di fase mostra le fasi di una sostanza
presenti ad una certa pressione e temperatura
GAS
1atm
Liquido
Solido
LIQUIDO
Gas
SOLIDO
O°C
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100°C
Diagramma di Fase
© Dario Bressanini
Equilibri di Fase
Vogliamo derivare una equazione che descriva la
linea di equilibrio tra due fasi  e 
All’equilibrio
(p,T) = (p,T)
Consideriamo il punto a
sulla curva di equilibrio, e
perturbiamo il sistema di dp
e dT rimanendo sulla curva
di equilibrio (punto b)
+ d = +d
 d = d
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Equilibri di Fase
d = -SmdT + Vmdp
-S,mdT + V,m dp = -S,mdT + V,mdp
(V,m - V,m)dp = (S,m - S,m)dT
dp/dT = DtrsS/DtrsV
Equazione di Clapeyron
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Equilibrio Solido-Liquido
dp/dT = DS/DV
Consideriamo l’equilibrio
Solido-Liquido
DfusS= DfusH/T
Quindi
dp/dT = DfusH/TDfusV
La pendenza di solito è
positiva
Se consideriamo DfusH e
DfusV costanti, integrando…
D fusH
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 T2 
Dp 
ln  
D fusV  T1 
Liquido-Vapore e Solido-Vapore
dp/dT = DvapH/TDvapV
dp/dT = DsubH/TDsubV
Assumiamo che
DvapV  Vm(g)
Vm(g) = RT/p
Possiamo ricavare
l’equazione di
Clausius-Clapeyron
D vap H 0
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d
ln p 
dT
RT 2
Diagrammi di fase
Le linee mostrano dove due fasi coesistono.
Al punto triplo coesistono tre fasi.
La linea Liquido/Gas termina al punto critico
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Punto Critico e Punto Triplo
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Punto Critico
Al punto critico Liquido e Gas sono indistinguibili
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Diagrammi di Fase: Caratteristiche
Pendenza della linea Solido/Liquido
Ghiaccio
meno denso dell’acqua
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Ghiaccio secco:
più denso della CO2 liquida
Diagramma di Fase dell’Acqua
Come variano i punti di ebollizione e solidificazione
variando la pressione?
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Mistero
Watson:
Come è possibile
pattinare sul Ghiaccio ?
Sherlock Holmes:
Basta osservare il
diagramma di fase!!
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Diagramma di Fase dell’Acqua
Sono presenti:
una fase liquida
una fase gassosa
varie fasi solide.
Ghiaccio
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Acqua
Transizione Liquido-Solido
Liquido
Solido
Gas
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PopCorn
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Esempi di Diagrammi di Fase
Diossido di Carbonio
Carbonio
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Diagramma di Fase del Carbonio
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Fasi Metastabili
È possibile raffredare
l’acqua liquida sotto 0
°C, e riscaldarla sopra i
100 °C, mantenendola
allo stato liquido.
La fase è metastabile, e
tende a trasformarsi,
rispettivamente, in
ghiaccio o vapore
Si parla di liquido
superraffreddato o
superriscaldato
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Forno a Microonde
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Acqua Superriscaldata
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