Transición líquido-líquido y punto crítico en azufre

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Física y química

Sus antecedentes:

• La transición líquido-líquido (LLT) implica que un líquido de un solo componente se transforme en otro a través de una transición de fase de primer orden.
• Los LLT se han predicho en varias sustancias, pero se han observado experimentalmente principalmente en líquidos súper enfriados, a menudo complicados por la cristalización simultánea.
• Se ha teorizado un punto crítico líquido-líquido (LLCP) pero no se ha confirmado experimentalmente, aunque se invoca para explicar las anomalías del agua.

Objetivo del estudio:

• Proporcionar pruebas experimentales directas de una transición líquido-líquido de primer orden (LLT) y un punto crítico líquido-líquido (LLCP) en azufre.
• Investigar el comportamiento termodinámico y las características del LLT en azufre.

Principales métodos:

• Mediciones combinadas de densidad in situ.
• Análisis de difracción de rayos X.
• Espectroscopia de dispersión de Raman.

Principales resultados:

• Pruebas experimentales directas de un LLT de primer orden en azufre, caracterizado por un fuerte salto de densidad entre las fases líquidas de baja y alta densidad.
• Observación de características distintas en la función de distribución de pares, confirmando el LLT.
• Demostración de una variación no monótona en el salto de densidad con la temperatura, vinculada a los efectos de densidad y entropía en competencia.
• Observación experimental de un punto crítico líquido-líquido (LLCP) en el azufre.

Conclusiones:

• El estudio proporciona la primera confirmación experimental de un LLT y LLCP de primer orden en azufre.
• Los hallazgos ofrecen información sobre el comportamiento complejo de los líquidos, lo que podría explicar las anomalías observadas en otras sustancias como el agua.
• Se resaltan las funciones concurrentes de la densidad y la entropía en la conducción de la transición.