Estado Super Critico

ESTADO SUPERCRITICO

Thomas Andrews, en sus estudios con CO2 a presión a distintas temperaturas, reconoció en 1869, por primera vez la existencia del punto crítico (31.1 °C). En dicho punto, desaparecía el límite entre gas y líquido. Andrews sugirió que existía una temperatura crítica para cada gas. En 1879, Hannay y Hogart midieron la solubilidad de distintos sólidos en fluidossupercríticos. Estos trabajos abrieron la investigación sobre las propiedades y aplicaciones de los fluidos supercríticos.
Un fluido supercrítico (FSC) es cualquier sustancia que se encuentre en condiciones de presión y temperatura superiores a su punto crítico que se comporta como “un híbrido entre un líquido y un gas”, es decir, puede difundir como un gas (efusión), y disolver sustancias como un líquido(disolvente). Los FSC se caracterizan por el amplio rango de densidades que pueden adoptar. Por encima de las condiciones críticas, pequeños cambios en la presión y la temperatura producen grandes cambios en la densidad.
En un diagrama de fases clásico, las curvas de fusión, sublimación y vaporización muestran las zonas de coexistencia de dos fases. Tan solo hay un punto de coexistencia de tresfases, el llamado punto triple (PT). El cambio de fase se asocia a un cambio brusco de entalpía y densidad. Pero por encima del punto crítico (PC) este cambio no se produce, por tanto, podríamos definir este punto como aquel por encima del cual no se produce licuefacción al presurizar, ni gasificación al calentar; y por ende un fluido supercrítico es aquel que se encuentra por encima de dicho punto.Diagrama de fases. En la parte superior derecha se ve el fluido supercrítico. Cómo se puede apreciar, acostumbra a obtenerse a altas presiones y temperaturas.
* |

Propiedades
En términos generales y científicos, un fluido supercrítico posee propiedades entre las de un gas y de un líquido. En la Tabla 1, se muestran las propiedades de algunos compuestos, usados comúnmente comofluidos supercríticos.
Propiedades críticas de varios solventes |
Solvente | Peso molecular | Tº crítica | Presión crítica | Densidad crítica |
| g/mol | K | MPa (atm) | g/cm3 |
Dióxido de carbono (CO2) | 44,01 | 304,1 | 7,38 (72,8) | 0,469 |
Agua (H2O) | 18,02 | 647,3 | 22,12 (218,3) | 0,348 |
Metano (CH4) | 16,04 | 190,4 | 4,60 (45,4) | 0,162 |
Etano (C2H6) | 30,07 | 305,3 | 4,87(48,1) | 0,203 |
Propano (C3H8) | 44,09 | 369,8 | 4,25 (41,9) | 0,217 |
Etileno (C2H4) | 28,05 | 282,4 | 5,04 (49,7) | 0,215 |
Propileno (C3H6) | 42,08 | 364,9 | 4,60 (45,4) | 0,232 |
Metanol (CH3OH) | 32,04 | 512,6 | 8,09 (79,8) | 0,272 |
Etanol (C2H5OH) | 46,07 | 513,9 | 6,14 (60,6) | 0,276 |
Acetona (C3H6O) | 58,08 | 508,1 | 4,70 (46,4) | 0,278 |
muestra densidad, difusividad yviscosidad de líquidos típicos, gases y fluidos supercríticos.
Comparación de Gases, Fluidos Supercríticos y Líquidos[1] |
| Densidad (kg/m3) | Viscosidad (µPa∙s) | Difusividad (mm²/s) |
Gases | 1 | 10 | 1-10 |
Fluidos Supercríticos | 100-1000 | 50-100 | 0,01-0,1 |
Líquidos | 1000 | 500-1000 | 0,001 |
Las propiedades de que se muestran en las tablas anteriores derivan en las siguientescaracterísticas comunes a los fluidos supercríticos:
* No existe interfase gas-líquido
* La compresibilidad isotérmica se hace infinitamente positiva
* El coeficiente de expansión térmica es infinito y positivo
* La entalpía de vaporización es cero
* Si la densidad se mantiene constante e igual a la densidad crítica la capacidad calorífica a volumen constante tiende al infinito* La densidad por encima del punto crítico depende básicamente de la presión y la temperatura, pero en cualquier caso está más cercana a la de los líquidos que a la de los gases. La densidad aumenta si lo hace la presión a temperatura constante y si disminuye la temperatura a presión constante.
* La viscosidad es mucho más baja que la de los líquidos, lo que le confiere propiedades...