Em química, o que é um ponto crítico?

Ponto crítico é um termo usado na termodinâmica para descrever uma condição de pressão e temperatura além da qual as distinções entre fases, particularmente entre gás e líquido, deixam de existir. Além desse ponto, uma substância não é completamente líquida nem completamente gasosa; exibe propriedades da fase líquida e da fase gasosa e é referido como fluido supercrítico. Também existe um ponto crítico líquido-líquido. Esse ponto indica condições de temperatura, pressão e composição além das quais uma mistura se separa em duas ou mais fases líquidas diferentes.

O ponto crítico de uma substância específica é frequentemente exibido em um diagrama de fases, um gráfico que mostra o comportamento da substância em diferentes condições de temperatura e pressão. Esse gráfico mostra, por exemplo, uma curva que representa o equilíbrio entre as fases líquida e gasosa. Em um lado da linha, a temperaturas e pressões mais altas, a substância está na fase gasosa. No outro lado da linha, a temperaturas mais baixas e pressões mais altas, a substância está na fase líquida. A temperatura e pressão suficientemente altas, essa linha termina em um único ponto além do qual a distinção de fase líquido-gás desaparece - o ponto crítico.

Os fluidos supercríticos, que existem além do ponto crítico de uma substância, têm muitas propriedades diferentes que lembram as propriedades de líquidos e gases. Como líquidos, fluidos supercríticos podem servir como solventes; eles podem dissolver outras substâncias. Como os gases, no entanto, eles não têm tensão superficial.

Os fluidos supercríticos que existem além do ponto crítico são de natureza relativamente rara, mas existem. Vulcões do fundo do mar, por exemplo, existem no fundo do oceano e liberam substâncias extremamente quentes nas condições de pressão extremamente alta no fundo do oceano. Isso aquece a água ao redor do vulcão, empurrando-o para além de seu ponto crítico e transformando-o em um fluido supercrítico. Alguns planetas, particularmente gigantes gasosos, contêm substâncias em condições de temperatura e pressão muito altas em seus núcleos. As condições de alta temperatura e pressão estão muito além do ponto crítico para as substâncias envolvidas, portanto elas existem como fluidos supercríticos.

Existem muitas aplicações diferentes de fluidos supercríticos na ciência, na indústria e em outros campos. Suas propriedades de solubilidade os tornam úteis para os químicos na dissolução de certas substâncias. Eles também podem ser usados ​​na produção de combustíveis biodiesel. O metanol supercrítico, por exemplo, é submetido a uma série de reações que resultam em uma quantidade de combustível utilizável.