Este documento trata sobre los diagramas de fases de sustancias puras y las ecuaciones que relacionan la presión y la temperatura en el equilibrio entre fases. Explica que el diagrama de fases muestra qué fase es más estable para determinados valores de presión y temperatura, y que las líneas de coexistencia entre fases siguen la ecuación de Clapeyron. También introduce las ecuaciones para calcular cómo varía la energía libre de Gibbs con la presión y la temperatura y los criterios de estabilidad y equilibrio entre fases.

1. Equilibrio entre fases de sustancias puras
Diagramas de fases con un componente
Ecuaciones de Clapeyron y de Clausius-Clapeyron
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2. Fases de las sustancias puras
Variando P y/o T podemos modificar la fase
Condensación
Evaporación Sublimación
Deposición
Fusión
Congelación
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3. Fases de las sustancias puras
¿Cuál es la fase más estable para unos valores dados de P y T?
La que tenga el menor valor de G para una misma cantidad de sustancia
De esta forma, G < 0 (espontáneo a P y T constantes) cuando las otras
fases se transforman en la fase con menor G
De esta forma, G > 0 (no se produce a P y T constantes) cuando se intenta
transformar la fase con menor G en cualquiera de las otras fases
En un diagrama de fases se indica la fase más estable (con menor G) para
cada valor de P y T
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4. Criterio de estabilidad
Condición de espontaneidad
dG < 0
Condición de equilibrio
dG = 0
Criterio para la fase más estable Criterio para el equilibrio entre fases
Variación de G para la transferencia de masa entre fases
a P y T constantes
La Gm de una fase varía con P y T de acuerdo con: m m m
dG = -S dT V dP

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5. G
m
P
Criterio de estabilidad
Variación de Gm con la presión
v
Importante para el
potencial químico de
un gas puro
  
( ) ( ) ( )
m m inic m inic
G P G P V P P

 
inic inic
P P
m m
P P
dG V dP
Sólidos, líquidos
varía poco con
m
V P
m
RT
V
P

Gases (ideales)
 
   
 
( ) ( ) ln
m m inic
inic
P
G P G P RT
P
Manteniendo T constante
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6. Criterio de estabilidad
Variación de Gm con la temperatura
Manteniendo P constante
 
 
inic inic
T T
m m
T T
dG S dT
Suponiendo que Sm
no varía con T
  
( ) ( ) ( )
m m inic m inic
G T G T S T T
Sm(gas) > Sm(líquido) > Sm(sólido)
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7. Criterio de estabilidad
Variación de Gm con la temperatura
Manteniendo P constante
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8. Diagrama de fases
Fluido
supercrítico
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9. Diagrama de fases
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10. Equilibrio entre fases de sustancias puras
Diagramas de fases con un componente
Ecuaciones de Clapeyron y de Clausius-Clapeyron
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11. Ecuación de Clapeyron
Pendiente de las líneas de coexistencia
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12. Ecuación de Clapeyron
Pendiente de las líneas de coexistencia
( )
( )
m tr
m tr
H
dP
dT T V



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13. Integración de la ecuación de Clapeyron
Equilibrio entre fases condensadas
( )
( )
m tr
m tr
H
dP
dT T V



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14. Integración de la ecuación de Clapeyron
Equilibrio con una fase gaseosa
Ecuación de
Clausius -Clapeyron
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