Che cos'è un fluido supercritico?
Un fluido supercritico è una sostanza che è stata riscaldata al di sopra del suo punto critico. Il punto critico di una sostanza è il punto in cui coesistono la pressione critica e la temperatura critica, consentendo alla sostanza di esistere nelle sue forme liquida e gassosa all'equilibrio. Il risultato di portare una sostanza oltre questo punto è che un fluido ha le proprietà di dissoluzione di un liquido, ma le proprietà di diffusione di un gas. Ciò significa che può dissolvere sostanze come un liquido mentre si espande per riempire un contenitore come un gas. Queste proprietà uniche ne consentono l'utilizzo in diversi settori.
Quando una sostanza viene presa al di sopra del suo punto critico, diventa un fluido supercritico. Affinché un fluido diventi supercritico, una persona deve conoscere la temperatura critica e la pressione critica. Normalmente, un gas ad alta temperatura può essere trasformato in un liquido con l'aggiunta di pressione e un liquido ad alta pressione può trasformarsi in un gas con l'aggiunta di calore. La pressione critica è la pressione al di sopra della quale una sostanza non può esistere come gas nonostante la temperatura elevata. Allo stesso modo, la temperatura critica è il punto al di sopra del quale una sostanza non può essere un liquido nonostante quanto sia alta la pressione.
Quando una sostanza viene riscaldata al di sopra della temperatura critica e sottoposta a una pressione superiore a quella della pressione critica, si verifica un fenomeno interessante. La sostanza non può essere né un liquido né un gas. Piuttosto, ha le proprietà di entrambi. Le linee tra le fasi della materia scompaiono virtualmente e il fluido cambia proprietà. Il nuovo fluido supercritico ha proprietà sia di un liquido che di un gas.
Un fluido supercritico che viene spesso utilizzato è l'anidride carbonica. È una buona sostanza da trasformare in un fluido supercritico perché la sua temperatura critica è 31,8 ° F (31,8 ° F) e la sua pressione critica è di 73 atmosfere (circa 55.480 mm Hg). Una volta che è un fluido supercritico, le proprietà dell'anidride carbonica possono essere modificate con variazioni di temperatura e pressione. Ad esempio, manipolando la pressione può cambiare quali sostanze si dissolveranno nel fluido. Poiché l'anidride carbonica è una molecola non polare, è possibile aggiungere modificatori per aumentare la sua capacità di dissolvere le molecole polari.
Alcuni fluidi supercritici possono essere utilizzati per estrarre una quantità maggiore di una sostanza desiderata in un periodo di tempo più breve. Queste e altre proprietà ne consentono l'utilizzo in una vasta gamma di settori. L'industria alimentare e farmaceutica, ad esempio, può utilizzare il fluido per estrarre alcuni composti dagli alimenti. Utilizzando un fluido supercritico, come l'anidride carbonica, uno scienziato può estrarre acidi grassi, oli e antiossidanti senza lasciare residui chimici sull'estratto. L'anidride carbonica supercritica ha anche una temperatura relativamente bassa, quindi può essere utilizzata nei casi in cui una sostanza chimica non può essere esposta a calore elevato.