Flüssigphase

Die Flüssigphase ist eine der grundlegenden Phasenzustände der Materie. Flüssigkeiten sind flüssig und formbar, sie nehmen die Form des Behälters an, behalten aber ein definiertes Volumen. Die Moleküle bleiben eng beieinander, bewegen sich jedoch frei gegeneinander. Typische Eigenschaften sind geringe Kompressibilität, Oberflächenspannung und Viskosität. Die Eigenschaften einer Flüssigkeit hängen stark von Temperatur, Druck und chemischer Zusammensetzung ab.

Auf mikroskopischer Ebene besitzt die Flüssigkeit eine kurze, organiseierte Struktur, ohne langfristige Kristallordnung. Teilchen bewegen sich durch Brownsche Bewegung, und intermolekulare Kräfte sorgen für Kohäsion und Grenzflächen. In mehrphasigen Systemen ermöglichen Diffusion, Konvektion und Oberflächenspannung Prozesse wie Mischbarkeit, Verdunstung und Grenzflächenbildung. Flüssigkeiten können komplexe Mischungen, Lösungen, Schmelzen oder Suspensionen bilden.

Phasenübergänge verbinden die Flüssigphase mit benachbarten Zuständen. Durch Erhitzen oder Abkühlen können Feststoffe in die Flüssigphase übergehen (Schmelzen) und Flüssigkeiten in die Gasphase (Verdampfung). In einem Phasendiagramm erscheinen Koexistenzlinien, der Tripelpunkt und der kritische Punkt; jenseits dieses Punktes verschwindet der Unterschied zwischen Flüssig- und Gasphase. Mischungen können entweder vollständig mischbar oder unvermischbar sein, wobei sich bei bestimmten Bedingungen Phasen trennen können.

Anwendungsrelevanz besteht in Chemie, Verfahrenstechnik und Geowissenschaften: Die Flüssigphase beeinflusst Reaktionsdynamik, Löslichkeiten, Extraktionen, Kristallisation und den Transport von Stoffen. Beispiele sind Wasser, organische Lösungsmittel, Metallschmelzen und Flüssigkristalle in Displays. Das Verständnis der Flüssigphase umfasst Thermodynamik, Phasendiagramme und Grenzflächenphänomene.