O diagramă de fază este o diagramă care este folosită în mod obișnuit în științe, în special în chimie, pentru a vizualiza condițiile în care o substanță există într-o anumită fază și se schimbă într-o altă fază. Fazele abordate de o diagramă de fază sunt de obicei fazele solidă, lichidă și gazoasă. Diagramele sunt configurate ca grafice cu presiunea pe axa verticală și temperatura pe axa orizontală. Curbele de pe diagramă reprezintă puncte în care diferite faze sunt într-o stare de echilibru, iar spațiile deschise reprezintă faze distincte. O mare cantitate de informații valoroase, cum ar fi punctul de fierbere și punctul de îngheț al unei substanțe la o anumită presiune, pot fi adunate dintr-o astfel de diagramă.
Diagrama de fază tipică va începe la temperatură și presiune foarte scăzută și începe cu o singură curbă. Deasupra curbei este faza solidă, iar sub ea este faza gazoasă. Curba însăși reprezintă echilibrul dintre solid și gaz; în condiții de presiune foarte scăzută, lichidul există rar. Acest echilibru este denumit și punct de sublimare. În cele din urmă, la o anumită temperatură și presiune, curba se ramifică în două curbe distincte, iar spațiul dintre cele două reprezintă faza lichidă.
Punctul în care curba se ramifică în două curbe este denumit punct triplu. Este important deoarece reprezintă condițiile specifice de temperatură și presiune la care fazele solidă, lichidă și gazoasă sunt toate într-o stare de echilibru. Aceasta înseamnă că substanța reprezentată de diagramă se schimbă constant între faze – toate trei sunt prezente la un moment dat.
La o anumită temperatură și presiune, curba inferioară se termină într-un punct numit punctul critic. Acest lucru se întâmplă de obicei la presiune și temperatură relativ ridicate. În condiții de presiune și temperatură mai mari decât punctul critic, nu există nicio distincție vizibilă între faza lichidă și faza gazoasă.
Diagramele de fază sunt utile și pot fi foarte importante pentru chimiști. Curba de pe diagrama de fază care împarte lichidul și gazul, de exemplu, reprezintă condițiile în care cele două vor fi la echilibru. Cu alte cuvinte, curba reprezintă punctul de fierbere al substanței.