Co je to superkritická tekutina?

Superkritická tekutina je látka, která byla zahřívána nad jeho kritickým bodem. Kritickým bodem látky je bod, kdy kritický tlak a kritická teplota koexistují, což umožňuje látce existovat ve své kapalné a plynné formě v rovnováze. Výsledkem přijetí látky za tímto bodem je tekutina, která má rozpuštěné vlastnosti kapaliny, ale difuzní vlastnosti plynu. To znamená, že může rozpustit látky jako kapalina a zároveň se rozšiřovat, aby vyplnila nádobu jako plyn. Tyto jedinečné vlastnosti umožňují používat v různých průmyslových odvětvích. Aby se tekutina stala superkritickou, musí člověk znát kritickou teplotu a kritický tlak. Normálně může být plyn při vysoké teplotě přeměněn na kapalinu s přidáním tlaku a kapalina při vysokém tlaku se může proměnit v plyn s přidáním tepla. Kritický pRessure je tlak, nad nímž látka nemůže existovat jako plyn, navzdory tomu, jak vysoká je teplota. Podobně je kritická teplota bodem, nad kterým látka nemůže být kapalinou, přestože je tlak vysoký.

Když je látka zahřívána nad kritickou teplotou a je pod tlakem nad kritickým tlakem, dochází k zajímavému jevu. Látkou nemůže být buď kapalina, ani plyn. Spíše má vlastnosti obou. Čáry mezi fázemi hmoty prakticky zmizí a tekutina mění vlastnosti. Nová superkritická tekutina má vlastnosti kapaliny i plynu.

Jedna superkritická tekutina, která se často používá, je oxid uhličitý. Je to dobrá látka, která se změní na superkritickou tekutinu, protože jeho kritická teplota je 87,8 ° F (31 ° C) a její kritický tlak je 73 atmosféry (asi 55 480 mm Hg).Jakmile se jedná o superkritickou tekutinu, lze vlastnosti oxidu uhličitého změnit změny teploty a tlaku. Například manipulace s tlakem se může změnit, které se látky rozpustí v tekutině. Protože oxid uhličitý je nepolární molekula, mohou být přidány modifikátory, aby se zvýšila jeho schopnost rozpustit polární molekuly.

Některé superkritické tekutiny lze použít k extrahování většího množství požadované látky v kratším časovém období. Tyto a další vlastnosti jim umožňují používat v velké řadě průmyslových odvětví. Například potravinářský a farmaceutický průmysl může tekutinu použít k extrakci určitých sloučenin z potravy. Pomocí superkritické tekutiny, jako je oxid uhličitý, může vědec extrahovat mastné kyseliny, oleje a antioxidanty, aniž by na extraktu zůstal chemický zbytek. Superkritický oxid uhličitý má také relativně nízkou teplotu, takže může být použit v případech, kdy chemikálie nelze vystavit vysokému teplu.