Phase (Materie)

Eine Phase ist ein räumlicher Bereich, in dem die Materialeigenschaften, wie etwa Dichte, Brechungsindex oder chemische Zusammensetzung, homogen sind. Der Begriff findet Verwendung in der physikalischen Chemie, Thermodynamik, Materialwissenschaft und Strömungsmechanik.

Die IUPAC definiert eine Phase als Einheit eines materiellen Systems, das einheitlich in Bezug auf die chemische Zusammensetzung und den physikalischen Zustand ist.^[1] Eine Phase im Sinne der Thermodynamik ist jeder homogene Teil eines thermodynamischen Systems.^[2] Der Begriff wurde von J. W. Gibbs geprägt.^[3]

In der Regel bezeichnet der Begriff alle räumlichen Anteile eines Systems mit denselben Materialeigenschaften, auch wenn diese Anteile nicht zusammenhängen. Ein reiner Stoff kann nebeneinander in verschiedenen Phasen vorliegen, z. B. verschiedenen Aggregatzuständen (fest, flüssig und gasförmig). So kann ein Glas Wasser (flüssige Phase) gleichzeitig auch Eiswürfel (feste Phase) enthalten. Der Aggregatzustand ist jedoch nicht das einzige Unterscheidungskriterium für Phasen, denn viele Stoffe können auch in unterschiedlichen Modifikationen (Elemente) oder Kristallstrukturen (Elemente und Verbindungen) nebeneinander auftreten. Eine Besonderheit stellen die Phasen bei der Suprafluidität dar, bei der sich aufgrund von Quanteneffekten die suprafluide Phase und die Normalphase durchdringen können, so dass die Mischung dem bloßen Auge als eine einzige Phase erscheint.

1. ↑ Eintrag zu phase. In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.P04528.
2. ↑ DIN 1345:1993 Thermodynamik – Grundbegriffe.
3. ↑ Josiah Willard Gibbs: On the Equilibrium of Heterogeneous Substances, Transactions of the Connecticut Academy of Arts and Sciences, Band 3, 1874–1878, S. 108–248 u. 343–524.