Wat is een superkritische vloeistof?
Een superkritische vloeistof is een stof die boven zijn kritieke punt is verhit. Het kritieke punt van een stof is het punt waar de kritische druk en de kritieke temperatuur naast elkaar bestaan, waardoor de stof in evenwicht in zijn vloeibare en gasvormige vormen kan bestaan. Het resultaat van het nemen van een substantie voorbij dit punt is dat een vloeistof de oplossende eigenschappen van een vloeistof heeft, maar de diffunderende eigenschappen van een gas. Dat betekent dat het stoffen als een vloeistof kan oplossen terwijl het uitzet om een container als een gas te vullen. Door deze unieke eigenschappen kan het in verschillende industrieën worden gebruikt.
Wanneer een stof boven zijn kritieke punt wordt genomen, wordt het een superkritische vloeistof. Om een vloeistof superkritisch te laten worden, moet een persoon de kritische temperatuur en de kritische druk kennen. Normaal gesproken kan een gas op hoge temperatuur worden omgezet in een vloeistof met toevoeging van druk, en een vloeistof op hoge druk kan veranderen in een gas met toevoeging van warmte. De kritische druk is de druk waarboven een stof niet als gas kan bestaan ondanks hoe hoog de temperatuur is. Evenzo is de kritische temperatuur het punt waarboven een stof geen vloeistof kan zijn, ondanks hoe hoog de druk is.
Wanneer een stof boven de kritische temperatuur wordt verhit en onder een druk boven die van de kritische druk wordt gezet, doet zich een interessant fenomeen voor. De stof kan geen vloeistof of een gas zijn. Het heeft eerder de eigenschappen van beide. De lijnen tussen de fasen van materie verdwijnen vrijwel en de vloeistof verandert van eigenschappen. De nieuwe superkritische vloeistof heeft eigenschappen van zowel een vloeistof als een gas.
Een superkritische vloeistof die vaak wordt gebruikt, is koolstofdioxide. Het is een goede substantie om in een superkritisch fluïdum te veranderen omdat de kritische temperatuur ervan 31 ° C is en de kritische druk 73 atmosfeer (ongeveer 55.480 mm Hg) is. Als het eenmaal een superkritische vloeistof is, kunnen de eigenschappen van kooldioxide worden gewijzigd met veranderingen in temperatuur en druk. Het manipuleren van de druk kan bijvoorbeeld veranderen welke stoffen zullen oplossen in de vloeistof. Aangezien koolstofdioxide een niet-polair molecuul is, kunnen modificatoren worden toegevoegd om het vermogen ervan om polaire moleculen op te lossen te vergroten.
Sommige superkritische vloeistoffen kunnen worden gebruikt om een grotere hoeveelheid van een gewenste stof in een kortere tijdsperiode te extraheren. Door deze en andere eigenschappen kunnen ze in een groot aantal industrieën worden gebruikt. De voedsel- en farmaceutische industrie kan bijvoorbeeld de vloeistof gebruiken om bepaalde verbindingen uit voedsel te extraheren. Met behulp van een superkritische vloeistof, zoals koolstofdioxide, kan een wetenschapper vetzuren, oliën en antioxidanten extraheren zonder een chemisch residu op het extract achter te laten. Superkritisch koolstofdioxide heeft ook een relatief lage temperatuur, zodat het kan worden gebruikt in gevallen waarin een chemische stof niet kan worden blootgesteld aan hoge hitte.