Faz (madde)

Fazın çeşitleri

Farklı fazlar, gaz, sıvı, katı, plazma veya Bose-Einstein yoğuşma ürünü olarak maddenin farklı durumlar olarak tarif edilebilir. Maddenin katı ve sıvı formda diğer haller arasındaki faydalı mezofazlar.
Farklı fazlar da maddenin belirli bir hal içinde var olabilir. Demir alaşımları için şemada gösterildiği gibi, çeşitli evreleri hem katı hem de sıvı haller için vardır. Fazlar  ayrıca çözünürlüğe  dayalı bir şekişde ayrılabilirler örneğin polar (hidrofil) ya da (hidrofobik) polar olmayan gibi. Su karışımı (bir polar sıvı) ve bir yağ (polar olmayan bir sıvı) kendiliğinden iki ayrı fazı olacaktır. Su, sıvı yağ içinde çok düşük çözünürlüğe sahiptir ve (çözünmeyen)  yağda,  su içinde düşük bir çözünürlüğe sahiptir. Çözünürlük maksimum mirkatdaki çözünenin çözücü içinde  erimesi ile ortaya çıkar. Bir karışım  iki sıvı fazından fazla olacak şekilde ayrılabilir ve fazların ayrılma kavramları katılara uzanabilir. Katılar katı çözeltileri ya da farklı kristal fazları oluşturabilirler. Metal çiftleri karşıklı olarak alaşımlardan çözünebilirler.  Karşılıklı çözünemeyen metal çiftleri ise çözünemezler.
Birçokları olduğu gibi sekiz karışmaz sıvı gözlenmiştir. Karşılıklı karışmaz sıvı fazlar sudan  oluşturulmuştur, erimiş fosfor da su (sulu faz), hidrofobik organik çözücüler, perflorokarbonlar (florlu fazı), silikonlar, çeşitli metallerden oluşturulmuştur ve edilmektedir. Tüm organik çözücüler tamamen karışabilir. Örneğin  Etilen glikol ve tolüen karışımı, iki farklı organik fazlar halinde ayrılabilir.
FAzlar makroskopik bir şekilde  kendiliğinden ayrılması gerekmez. Emülsiyon ve kolloidler fiziksel ayrılmayan eriyebilen fazın karıştırılması çifti kombinasyonları örnekleridir.

Faz dengesi

Soldan dengeleme  birçok homojen bileşimler ile  bir tek faz oluşturmaktır  ama sıcaklık ve basınça bağlı olduğundan  tek bir maddenin  iki veya daha fazla ayrı faza ayrılabilmektedir. Her faz içinde, özellikleri aynı  ama  iki  farklı faz arasında özellekleri farklı bulunmaktadır.
Üzerinde bir hava boşluğu ile  kapalı bir kavanozda su iki fazlı bir sistemi oluşturur. Suyun sıvı şeklinde olduğu fazda  su molekülleri arasında karşılıllı çekim ile tutulur.  Hatta denge molekülleri bir arada sabit bir şekilde hareket halindedir ve  ğere su molekülleri yeterince kinetik enerji topladığı zaman sıvı fazdan gaza faza geçer. Aynı şekilde,  bir buhar molekülü  sıvı yüzeyiyle çarpıştığında sıvı içine yoğunlaşır. Dengede ise  buharlaşma ve kondansasyon miktarı tam olarak eşittir  ve her iki fazın hacminde net bir değişiklik yoktur.
Su üzerindeki hava yaklaşık% 3 bir nem olduğunda, oda sıcaklığında ve basıncında su kabı dengeye ulaşır. Bu oran sıcaklık arttığı müddetçe artar.  100 °C'de ve atmosferik basınçta Hava% 100 su kadar dengeye ulaşmamıştır. Sıvı 100 °C'nin üzerinde biraz ısıtılır ise(su kaynar ise ) sıvıdan gaza geçişler sadece yüzeyde olmaz sıvının hacminde gerçekleşir.

Fazların numaraları

(İng:Multiphasic liquid)
Belirli bir bileşim için, sadece belirli fazlar, belirli bir sıcaklık ve basınçta mümkündür. Oluşturacak fazların sayısı ve türü, tahmin etmek zordur ve genellikle deney ile belirlenir. Bu tür deneylerin sonuçları faz diyagramlarında çizilebilir.
Burada gösterilen faz diyagramı tek bileşenli sistemi içindir. Mümkün fazlar sadece basınç ve sıcaklığa bağlıdır bu basit sistemde,. Işaretlemeler iki veya daha fazla fazın denge halinde bulundukları noktaları gösterir. Sıcaklıklar ve uzak işaretleme basınçlarda, dengede sadece bir faz olacaktır.
Şemada, sıvı ve gaz arasındaki sınırı işaretleme mavi çizgi süresiz devam etmez, ama kritik nokta denilen bir noktada sona erer. Sıcaklık ve basınç kritik noktaya yaklaştıkça, sıvı madde ve gazın özellikleri giderek daha fazla benzer hale gelir. Sıvı ve gazın ayırt edilmediği hale kritik nokta denir.. Kritik noktasının üstünde, artık ayrı bir sıvı ve gaz fazları vardır: süper kritik akışkan olarak adlandırılır, sadece genel bir sıvı fazı vardır. Suda, kritik nokta yaklaşık 647 K (374 °C veya 705 °F) 22,064 MPa gerçekleşir.
Su faz diyagramının bir sıra dışı özellik (noktalı yeşil çizgiyle gösterilen) katı-sıvı faz hattı negatif eğime sahip olmasıdır. Koyu yeşil hat örneklediği gibi çoğu maddeler için, eğim olumlu. Bu su olağandışı bir özelliği, sıvı sudan daha düşük bir yoğunluğa sahip olan buz ile ilgilidir. Basıncı artırarak erime neden olur yüksek yoğunluklu fazına, içine su sürücüler.
Faz diyagramının sıradışı değil özelliği olsa bir başka ilginç katı-sıvı faz hattı sıvı-gaz fazı hattını karşılayan noktasıdır. Kesişme üçlü nokta olarak anılır. Üçlü noktada, tüm üç faz bir arada bulunabilir.
Deneysel, faz hatları nedeniyle birden çok fazlar formlarını geliştiren sıcaklık ve basınç bağımlılık eşleştirmek için nispeten kolaydır. Gibbs'in faz kuralı bakın. Bir piston ile donatılmış bir kapalı ve iyi yalıtılmış silindirin oluşan bir test aygıtı düşünün. Doğru miktarda su şarj ve ısı uygulama, sistem faz diyagramı gaz bölgesinde istenen herhangi bir noktaya getirilebilir. Piston yavaş düşer, sistem faz diyagramı gaz bölgede sıcaklık ve basınç artan bir eğri izler. Gaz sıvı yoğunlaşmaya başlar noktada, sıcaklık ve basınç eğrisinin yönü aniden suyun tüm yoğunlaşmış kadar faz hattı boyunca iz değişecektir.

Arayüzey olayları

(İng Surface science)
Dengedeki iki faz arasında dar bir bölge mevcuttur. Bu bölgede özellikler fazın özellikleri değildir. Bu yüzey çok ince olmasına rağmen, bu tür yüzey gerilimi gösteren bir sıvı neden olarak önemli ve kolaylıkla gözlemlenebilir etkilere sahip olabilir. Bunların karışımları, bazı bileşenler tercihli olarak arayüz doğru hareket edebilir. Modelleme, tanımlama, veya belirli bir sistemin davranışını anlamak açısından, ayrı bir faz olarak ara yüz bölgesini tedavi etmek için etkili olabilir.

Kristal fazları

Tek bir malzemenin ayrı fazlar oluşturabilen çeşitli farklı katı halde olabilir. Su, bir malzemenin bilinen bir örnektir. Örneğin, meyveli dondurma normal altıgen bir şekilde buz Ih bulunan, ancak, aynı zamanda kübik buz içinde, rombohedral buz II ve birçok diğer formları halinde mevcut olabilir. Polimorfizm birden fazla kristal şeklinde mevcut olduğu, bir katı yeteneğidir. Saf kimyasal elementler için, polimorfizm allotropi olarak bilinir. Örneğin, elmas, grafit ve fulleren karbon farklı allotroplarıdır.