Ein Phasendiagramm ist ein Diagramm, das in den Wissenschaften, insbesondere der Chemie, häufig verwendet wird, um die Bedingungen zu visualisieren, unter denen ein Stoff in einer bestimmten Phase existiert und in eine andere Phase übergeht. Die Phasen, die von einem Phasendiagramm angesprochen werden, sind typischerweise die feste, flüssige und gasförmige Phase. Die Diagramme sind als Diagramme mit Druck auf der vertikalen Achse und Temperatur auf der horizontalen Achse aufgebaut. Kurven im Diagramm stellen Punkte dar, an denen sich verschiedene Phasen im Gleichgewichtszustand befinden, und offene Räume repräsentieren unterschiedliche Phasen. Aus einem solchen Diagramm lassen sich viele wertvolle Informationen wie Siedepunkt und Gefrierpunkt eines Stoffes bei einem gegebenen Druck entnehmen.
Das typische Phasendiagramm beginnt bei sehr niedrigen Temperaturen und Drücken und beginnt mit nur einer Kurve. Oberhalb der Kurve befindet sich die feste Phase, darunter die gasförmige Phase. Die Kurve selbst stellt das Gleichgewicht zwischen Feststoff und Gas dar; bei sehr niedrigen Druckbedingungen ist Flüssigkeit selten vorhanden. Dieses Gleichgewicht wird auch als Sublimationspunkt bezeichnet. Schließlich verzweigt sich die Kurve bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck in zwei verschiedene Kurven, und der Raum zwischen den beiden repräsentiert die flüssige Phase.
Der Punkt, an dem sich die Kurve in zwei Kurven verzweigt, wird als Tripelpunkt bezeichnet. Es ist wichtig, weil es die spezifischen Temperatur- und Druckbedingungen darstellt, bei denen sich die feste, flüssige und gasförmige Phase im Gleichgewichtszustand befindet. Das bedeutet, dass sich die durch das Diagramm dargestellte Substanz ständig zwischen den Phasen verschiebt – alle drei sind zu jedem Zeitpunkt vorhanden.
Bei einer bestimmten Temperatur und einem gewissen Druck endet die untere Kurve an einem Punkt, der als kritischer Punkt bezeichnet wird. Dies geschieht normalerweise bei relativ hohem Druck und relativ hoher Temperatur. Bei Druck- und Temperaturbedingungen oberhalb des kritischen Punktes ist kein Unterschied zwischen flüssiger und gasförmiger Phase erkennbar.
Phasendiagramme sind nützlich und können für Chemiker sehr wichtig sein. Die Kurve im Phasendiagramm, die Flüssigkeit und Gas trennt, stellt beispielsweise die Bedingungen dar, unter denen beide im Gleichgewicht sind. Mit anderen Worten, die Kurve repräsentiert den Siedepunkt des Stoffes.