Vad är en superkritisk vätska?
En superkritisk vätska är ett ämne som har värmts över dess kritiska punkt. En kritisk punkt för ett ämne är den punkt där det kritiska trycket och den kritiska temperaturen samexisterar, vilket gör att ämnet kan existera i dess flytande och gasformiga former i jämvikt. Resultatet av att ta ett ämne utöver denna punkt är en vätska som har en vätskas upplösningsegenskaper, men de diffunderande egenskaperna hos en gas. Det betyder att den kan lösa upp ämnen som en vätska medan den expanderar för att fylla en behållare som en gas. Dessa unika egenskaper gör det möjligt att använda det i olika branscher.
När ett ämne tas över dess kritiska punkt blir det en superkritisk vätska. För att en vätska ska bli superkritisk måste en person känna till den kritiska temperaturen och det kritiska trycket. Normalt kan en gas vid hög temperatur förvandlas till en vätska med tillsats av tryck, och en vätska vid högt tryck kan förvandlas till en gas med tillsats av värme. Det kritiska trycket är det tryck över vilket ett ämne inte kan existera som gas trots hur hög temperaturen är. På liknande sätt är den kritiska temperaturen den punkt över vilken ett ämne inte kan vara en vätska trots hur högt trycket är.
När ett ämne upphettas över den kritiska temperaturen och sätts under ett tryck över det kritiska trycket, inträffar ett intressant fenomen. Ämnet kan inte vara varken en vätska eller en gas. Snarare har det båda egenskaperna. Linjerna mellan materiens faser försvinner praktiskt taget och vätskan ändrar egenskaper. Den nya superkritiska vätskan har egenskaper hos både en vätska och en gas.
En superkritisk vätska som ofta används är koldioxid. Det är en bra substans att förvandlas till en superkritisk vätska eftersom dess kritiska temperatur är 87,8 ° F (31 ° C) och dess kritiska tryck är 73 atmosfärer (cirka 55 480 mm Hg). När det väl är en superkritisk vätska kan egenskaperna hos koldioxid ändras med förändringar i temperatur och tryck. Exempelvis kan manövrera trycket ändra vilka ämnen som kommer att lösas upp i vätskan. Eftersom koldioxid är en icke-polär molekyl kan modifierare tillsättas för att öka dess förmåga att lösa polära molekyler.
Vissa superkritiska vätskor kan användas för att extrahera en större mängd av en önskad substans på kortare tid. Dessa och andra egenskaper tillåter dem att användas i ett stort antal industrier. Livsmedels- och läkemedelsindustrin kan till exempel använda vätskan för att extrahera vissa föreningar från livsmedel. Med hjälp av en superkritisk vätska, såsom koldioxid, kan en forskare extrahera fettsyror, oljor och antioxidanter utan att lämna en kemisk rest på extraktet. Superkritisk koldioxid har också en relativt låg temperatur så att den kan användas i fall där en kemikalie inte kan utsättas för hög värme.