As condições de temperatura, pressão, volume e quantidade de matéria determinam o estado de agregação de uma substância: se estará no estado sólido, líquido ou gasoso. Como, geralmente, usa-se, como variável "volume", o volume específico (o volume dividido pela quantidade de matéria), o conjunto de grandezas citado é chamado de Propriedades PVT (pressão, volume e Temperatura).

As propriedades PVT originam um diagrama tridimensional, mostrado na Figura 1, que tem como eixos a pressão, o volume molar (se a quantidade de matéria for o mol) e a temperatura: a superfície PVT.

Normalmente consideram-se as projeções PT, TV e PV. Na Figura 2 está esquematizada a projeção PV e Figura 3 a projeção PT.

Nessas figuras, tem-se:

As regiões marcadas com as letras S, L e G representam, respectivamente, as fases sólida, líquida e gasosa (gás supercrítico e subcrítico). As regiões onde se tem L+V, S+G e S+L, representam os estados heterogêneos onde coexistem, respectivamente, líquido e vapor saturados, sólido e vapor saturado e sólido e líquido saturado. Nessas regiões, as duas fases lá existentes, estão em equilíbrio. O ponto C corresponde ao ponto crítico.

Na Figura 1, vê-se 6 isotermas (isotermas 0 a 5).

• A isoterma 3 é a isoterma crítica pois inclui o ponto crítico: essa isoterma corresponde à da temperatura crítica, Tc.

• As isotermas 0, 1 e 2 são subcríticas pois correspondem a T< Tc.

• As isotermas 4 e 5 são supercríticas, ou seja, T > Tc.

Percorrendo algumas dessas isotermas, da esquerda para a direita, ou seja, quando diminui-se a pressão e aumenta, tem-se:

• isoterma 1: tem início na região onde existe sólido, atinge o equilíbrio sólido-vapor saturado, passando para a região de gás subcrítico (essa isoterma está abaixo do ponto crítico);

• isoterma 2: parte-se, também, da região onde ocorre sólido, passa pelo equilíbrio sólido-líquido saturado, pelo líquido comprimido ou subresfriado, atinge o líquido saturado, passa pelo equilíbrio líquido-vapor (saturados), vapor saturado e, finalmente, gás subcrítico.

• isoterma 4: essa isoterma percorre somente a região de gás supercrítico pois sua temperatura correspondente é maior do que Tc. O mesmo acontece com a isoterma 5.

Quando a superfície PVT é projetada no plano PT (veja a Figura 3), tem-se que:

• a superfície S+G projeta-se como a linha S+G, ou curva de sublimação;

• a superfície S+L como a curva de fusão, linha S+L;

• a superfície L+V ou L+G (veja a Figura 1) projeta-se na linha L+G ou curva da pressão de vapor, a qual se estende desde o ponto triplo, t, até o ponto crítico, C.

• O ponto t é a projeção da linha d-b (veja a Figura 1), que é a linha da fase tripla.

A curva da pressão de vapor vem sendo modelada por vários autores; alguns desses modelos serão vistos adiante (equações para a estimativa da pressão de vapor em função da temperatura).

Como a projeção PT, ao contrário da projeção PV, mostra de modo distinto os limites entre as diversas fases, ela é, freqüentemente, chamada de diagrama de fases.

Para o estudo da destilação (assim como para várias Operações Unitárias), certas propriedades do Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) de substâncias puras devem ser conhecidas para cálculos e dimensionamento de equipamentos. São elas:

• propriedades críticas;

• temperaturas normais de fusão e de ebulição

• propriedades variadas na temperatura normal de ebulição;

• pressão de vapor

• entalpia de vaporização

• fator acêntrico;