In chimica, qual è un punto critico?
Il punto critico è un termine usato in termodinamica per descrivere una condizione di pressione e temperatura oltre le quali esistono distinzioni tra le fasi, in particolare tra gas e liquido. Oltre a tale punto, una sostanza non è né completamente liquida né completamente gassosa; Visualizza proprietà sia della fase liquida che della fase gassosa e viene definita fluido supercritico. Esiste anche una cosa come un punto critico liquido-liquido. Tale punto indica condizioni di temperatura, pressione e composizione oltre le quali una miscela si separerà in due o più fasi liquide.
Il punto critico di una sostanza specifica è spesso visto su un diagramma di fase, un grafico che mostra il comportamento della sostanza a diverse condizioni di temperatura e pressione. Tale grafico mostra, ad esempio, una curva che rappresenta l'equilibrio tra le fasi liquide e gassose. Su un lato della linea, a temperatura più elevata e una pressione più bassa, la sostanza si trova infase gassosa. Dall'altro lato della linea, a temperatura più bassa e una pressione più elevata, la sostanza è in fase liquida. A temperature e pressione sufficientemente elevate, questa linea termina in un singolo punto oltre il quale scompare la distinzione della fase del gas liquido scompare: il punto critico.
Fluidi supercritici, che esistono oltre il punto critico di una sostanza, hanno molte proprietà diverse che ricordano le proprietà di liquidi e gas. Come i liquidi, i fluidi supercritici possono fungere da solventi; Possono dissolvere altre sostanze. Come i gas, tuttavia, non hanno tensione superficiale.
I fluidi supercritici che esistono oltre il punto critico sono relativamente rari di natura, ma esistono. I vulcani del mare profondo, ad esempio, esistono in profondità nell'oceano e rilasciano sostanze estremamente calde nelle condizioni estremamente ad alta pressione sul fondo dell'oceano. Questo heats l'acqua attorno al vulcano, spingendolo oltre il suo punto critico e trasformandola in un fluido supercritico. Alcuni pianeti, in particolare i giganti del gas, contengono sostanze a condizioni di temperatura e pressione molto elevate nei loro nuclei. Le condizioni di alta temperatura e pressione sono ben oltre il punto critico per le sostanze coinvolte, quindi esistono come fluidi supercritici.
Esistono molte diverse applicazioni di fluidi supercritici nella scienza, nell'industria e in altri campi. Le loro proprietà di solubilità li rendono utili ai chimici per dissolvere determinate sostanze. Possono anche essere utilizzati nella produzione di carburanti di biodiesel. Il metanolo supercritico, ad esempio, viene sottoposto a una serie di reazioni che si traducono in una quantità di carburante utilizzabile.