En chimie, qu'est-ce qu'un point critique?
Le point critique est un terme utilisé en thermodynamique pour décrire une condition de pression et de température au-delà de laquelle les distinctions entre phases, en particulier entre gaz et liquide, cessent d'exister. Au-delà d'un tel point, une substance n'est ni complètement liquide, ni complètement gazeuse; il présente des propriétés à la fois de la phase liquide et de la phase gazeuse et est appelé fluide supercritique. Il existe également un point critique liquide-liquide. Un tel point indique les conditions de température, de pression et de composition au-delà desquelles un mélange se séparera en deux ou plusieurs phases liquides différentes.
Le point critique d'une substance spécifique est souvent visualisé sur un diagramme de phase, un graphique qui montre le comportement de la substance à différentes conditions de température et de pression. Un tel graphique montre, par exemple, une courbe représentant l'équilibre entre les phases liquide et gazeuse. D'un côté de la ligne, à une température plus élevée et à une pression plus basse, la substance est en phase gazeuse. De l’autre côté de la chaîne, à une température plus basse et à une pression plus élevée, la substance est en phase liquide. Lorsque la température et la pression sont suffisamment élevées, cette ligne se termine par un seul point au-delà duquel disparaît la distinction phase liquide-gaz - le point critique.
Les fluides supercritiques, qui existent au-delà du point critique d'une substance, ont de nombreuses propriétés différentes qui rappellent les propriétés des liquides et des gaz. Comme les liquides, les fluides supercritiques peuvent servir de solvants; ils peuvent dissoudre d'autres substances. Comme les gaz, cependant, ils n'ont pas de tension superficielle.
Les fluides supercritiques qui existent au-delà du point critique sont relativement rares dans la nature, mais ils existent. Les volcans de haute mer, par exemple, existent dans les profondeurs de l'océan et libèrent des substances extrêmement chaudes dans les conditions de très haute pression au fond de l'océan. Cela réchauffe l'eau autour du volcan, le repoussant au-delà de son point critique et le transformant en un fluide supercritique. Certaines planètes, en particulier les géantes gazeuses, contiennent des substances à des températures et des pressions très élevées. Les conditions de température et de pression élevées dépassant de loin le point critique pour les substances en cause, elles existent donc sous la forme de fluides supercritiques.
Il existe de nombreuses applications différentes des fluides supercritiques dans les sciences, l'industrie et d'autres domaines. Leurs propriétés de solubilité les rendent utiles aux chimistes pour la dissolution de certaines substances. Ils peuvent également être utilisés dans la production de biodiesel. Le méthanol supercritique, par exemple, est soumis à une série de réactions qui aboutissent à une quantité de carburant utilisable.