Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-537

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11.9 Diagramas de fases 505
11.9 Diagramas de fases
Las relaciones completas entre las fases sólida, líquida y de vapor se representan mejor 
en una sola grái ca conocida como diagrama de fases . Un diagrama de fases resume las 
condiciones en las cuales una sustancia existe como sólido, líquido o gas. En esta sección 
analizaremos los diagramas de fases del agua y del dióxido de carbono.
El agua
En la i gura 11.40a) se presenta el diagrama de fases del agua. La grái ca se divide en 
tres regiones y cada una representa una fase pura. La línea que separa dos de las regiones 
indica las condiciones en las que estas dos fases pueden estar en equilibrio. Por ejemplo, 
la curva trazada entre las fases líquida y vapor muestra la variación de la presión de vapor 
con la temperatura. (Compare esta curva con la i gura 11.35.) Del mismo modo, las otras 
dos curvas indican las condiciones para que se establezca un equilibrio entre el hielo y el 
agua líquida, y entre el hielo y el vapor de agua. (Observe que la línea que limita las 
fases sólida-líquida tiene pendiente negativa.) El punto en el que se unen las tres curvas 
se denomina punto triple , y corresponde a la única condición en la que las tres fases 
pueden estar en equilibrio entre sí. Para el agua, este punto está a 0.01°C y 0.006 atm.
 Los diagramas de fases permiten predecir los cambios en el punto de fusión y en el 
punto de ebullición de una sustancia debido a los cambios de la presión externa. También 
permiten anticipar las direcciones de las transiciones de las fases producidas por los cam-
bios de temperatura y presión. Los puntos normales de fusión y ebullición del agua a 1 
atm de presión son 0°C y 100°C, respectivamente. ¿Qué pasaría si el agua se fundiera o 
Paso 2: Evaporación de 346 g de agua a 100°C (un cambio de fase)
 En la tabla 11.6 vemos que DHvap 5 40.79 kJ/mol para el agua, así que
Paso 3: Calentamiento del vapor de 100°C a 182°C
 La energía global requerida está dada por
Verii cación Todos los valores de qs tienen signo positivo, lo que concuerda con el hecho 
de que se absorbe calor para elevar la temperatura desde 0°C hasta 182°C. También, como se 
esperaba, se absorbió mucho más calor durante la transición de fase.
Ejercicio de práctica Calcule el calor liberado cuando 68.0 g de vapor a 124°C se con-
vierten en agua a 45°C.
 q2 5 346 g H2O 3
1 mol H2O
18.02 g H2O
3
40.79 kJ
1 mol H2O
 5 783 kJ
 q3 5 ms¢t
 5 (346 g) (1.99 J/g ? °C) (182°C 2 100°C)
 5 5.65 3 104 J
 5 56.5 kJ
 qglobal 5 q1 1 q2 1 q3
 5 145 kJ 1 783 kJ 1 56.5 kJ
 5 985 kJ
La pendiente negativa de la línea divi-
soria sólido-líquido se debe al hecho 
de que el volumen molar del hielo es 
mayor que el del agua líquida, por lo 
tanto, el agua es más densa que el 
hielo. Un aumento en la presión favo-
rece la fase líquida.
Animación
Diagrama de fases y los estados de la 
materia
Problema similar: 11.76.