Decorregut supercrítico
Un decorregut supercrítico (FSC) és qualsevol substància que es trobe en condicions de pressió i temperatura superiors a la seua punt crític, lo que fa que es comporte com un híbrit entre un líquit i un gas, és dir, pot difondre com un gas (efusión), i dissoldre substàncies com un líquit (dissolvent). Els FSC es caracterisen per l'ampli ranc de densitat que poden adoptar. Prop del punt crític, menuts canvis en la pressió i la temperatura produïxen grans canvis en la densitat.
En un diagrama de fases clàssic, les curves de fusió, sublimació i vaporisació mostren les zones de coexistència de dos fases. Tan solament hi ha un punt de coexistència de tres fases, el cridat punt triple (PT). El canvi de fase s'associa a un canvi brusc d'entalpia i densitat. Pero per damunt del punt crític (PC) este canvi no es produïx, per tant, podríem definir este punt com aquell per damunt del com no es produïx liqüefacció al presurizar, ni gasificació en calfar; i per això un decorregut supercrítico és aquell que es troba per damunt de dit punt.
Propietats
[editar | editar còdic]En térmens generals i científics, un decorregut supercrítico posseïx propietats entre les d'un gas i les d'un líquit. En la Taula 1 es mostren les propietats d'alguns composts usats comunament com a decorreguts supercríticos.
| Solvent | Pes molecular | Tº crítica | Pressió crítica | Densitat crítica |
|---|---|---|---|---|
| g/mol | K | MPa (atm) | g/cm³ | |
| Diòxit de carbono (CO2) | 44,01 | 304,1 | 7,38 (72,8) | 0,469 |
| Aigua (H2O) | 18,02 | 647,3 | 22,12 (218,3) | 0,348 |
| Metà (CH4) | 16,04 | 190,4 | 4,60 (45,4) | 0,162 |
| Etano (C2H6) | 30,07 | 305,3 | 4,87 (48,1) | 0,203 |
| Propà (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 |
La taula 2 mostra densitat, difusividad i viscosidad de líquits típics, gasos i decorreguts supercríticos.
| Densitat (kg/m³) | Viscosidad (µPa∙s) | Difusividad (mm²/s) | |
|---|---|---|---|
| Gasos | 1 | 10 | 1-10 |
| Decorreguts Supercríticos | 100-1000 | 50-100 | 0,01-0,1 |
| Líquits | 1000 | 500-1000 | 0,001 |
Les propietats que es mostren en les taules anteriors deriven en les següents característiques comunes als decorreguts supercríticos:
- No existix interfase gas-líquit
- La compresibilidad isotèrmica es fa infinitament positiva
- El coeficient d'expansió tèrmica és infinit i positiu
- l'entalpia de vaporisació és zero
- Si la densitat es manté constant i igual a la densitat crítica la capacitat calorífica a volum constant tendix a l'infinit
- La densitat per damunt del punt crític depén bàsicament de la pressió i la temperatura, pero en qualsevol cas està més propenca a la dels líquits que a la dels gasos. La densitat aumenta si ho fa la pressió a temperatura constant i si disminuïx la temperatura a pressió constant.
- La viscosidad és molt més baixa que la dels líquits, lo que li conferix propietats hidrodinàmicas molt favorables
- La bajísima tensió superficial permet una alta penetrabilidad a través de sòlits porosos i llits empaquetats.
- Majors coeficients de difusió (difusividad) que en líquits per lo que la transferència de matèria és més favorable
Història
[editar | editar còdic]El científic irlandés Thomas Andrews (1813–1885)), en els seus estudis en CO2, somés a pressió i a distintes temperatures, va reconéixer en 1869, per primera volta l'existència del punt crític (31.1 °C). En dit punt desapareixia el llímit entre gas i líquit. Andrews va sugerir que existia una temperatura crítica per a cada gas. En 1879, Hannay i Hogart varen medir la solubilidad de distints sòlits en decorreguts supercríticos. Estos treballs varen obrir l'investigació sobre les propietats i aplicacions dels decorreguts supercríticos.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Robert C. Reid, John M. Prausnitz and Thomas K. Sherwood. «The properties of gasos and liquids». McGraw‐Hill 1987, New York.
- ↑ Edit Székely. «Supercritical Fluïu Extraction». Budapest University of Technology and Economics. Archivat des d'el original, el 24 d'octubre de 2007. Consultat el 20 de novembre de 2007.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Fluido supercrítico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.