Τι είναι ένα υπερκρίσιμο υγρό;

Ένα υπερκρίσιμο υγρό είναι μια ουσία που έχει θερμανθεί πάνω από το κρίσιμο σημείο του.Το κρίσιμο σημείο μιας ουσίας είναι το σημείο όπου συνυπάρχουν η κρίσιμη πίεση και η κρίσιμη θερμοκρασία, επιτρέποντας στην ουσία να υπάρχει στις υγρές και αέριες μορφές της σε ισορροπία.Το αποτέλεσμα της λήψης μιας ουσίας πέρα από αυτό το σημείο είναι ένα υγρό έχει τις ιδιότητες διάλυσης ενός υγρού, αλλά τις ιδιότητες διάχυσης ενός αερίου.Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διαλύσει ουσίες όπως ένα υγρό ενώ επεκτείνεται για να γεμίσει ένα δοχείο σαν αέριο.Αυτές οι μοναδικές ιδιότητες επιτρέπουν τη χρήση σε διαφορετικές βιομηχανίες.

Όταν μια ουσία λαμβάνεται πάνω από το κρίσιμο σημείο της, γίνεται ένα υπερκρίσιμο υγρό.Προκειμένου ένα υγρό να γίνει υπερκρίσιμο, ένα άτομο πρέπει να γνωρίζει την κρίσιμη θερμοκρασία και την κρίσιμη πίεση.Κανονικά, ένα αέριο σε υψηλή θερμοκρασία μπορεί να μετατραπεί σε υγρό με την προσθήκη πίεσης και ένα υγρό σε υψηλή πίεση μπορεί να μετατραπεί σε αέριο με την προσθήκη θερμότητας.Η κρίσιμη πίεση είναι η πίεση πάνω από την οποία μια ουσία δεν μπορεί να υπάρχει ως αέριο παρά το πόσο υψηλή είναι η θερμοκρασία.Ομοίως, η κρίσιμη θερμοκρασία είναι το σημείο πάνω από το οποίο μια ουσία δεν μπορεί να είναι υγρό παρά το πόσο υψηλή είναι η πίεση.

Όταν μια ουσία θερμαίνεται πάνω από την κρίσιμη θερμοκρασία και τίθεται υπό πίεση πάνω από αυτή της κρίσιμης πίεσης, εμφανίζεται ένα ενδιαφέρον φαινόμενο.Η ουσία δεν μπορεί να είναι είτε υγρό είτε αέριο.Αντίθετα, έχει τις ιδιότητες και των δύο.Οι γραμμές μεταξύ των φάσεων της ύλης ουσιαστικά εξαφανίζονται και το υγρό αλλάζει τις ιδιότητες.Το νέο υπερκρίσιμο υγρό έχει ιδιότητες τόσο ενός υγρού όσο και ενός αερίου. Ένα υπερκρίσιμο υγρό που χρησιμοποιείται συχνά είναι το διοξείδιο του άνθρακα.Είναι μια καλή ουσία να μετατραπεί σε υπερκρίσιμο υγρό, επειδή η κρίσιμη θερμοκρασία της είναι 87,8 deg (31 deg, C) και η κρίσιμη πίεση της είναι 73 ατμόσφαιρες (περίπου 55,480 mm Hg).Μόλις είναι ένα υπερκρίσιμο υγρό, οι ιδιότητες του διοξειδίου του άνθρακα μπορούν να μεταβληθούν με μεταβολές της θερμοκρασίας και της πίεσης.Για παράδειγμα, ο χειρισμός της πίεσης μπορεί να αλλάξει ποιες ουσίες θα διαλυθούν στο υγρό.Δεδομένου ότι το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα μη πολικό μόριο, μπορούν να προστεθούν τροποποιητές για να αυξήσει την ικανότητά του να διαλύει πολικά μόρια.Αυτές και άλλες ιδιότητες τους επιτρέπουν να χρησιμοποιηθούν σε μια τεράστια σειρά βιομηχανιών.Η βιομηχανία τροφίμων και φαρμακευτικής βιομηχανίας, για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιήσει το υγρό για να εξαγάγει ορισμένες ενώσεις από τα τρόφιμα.Χρησιμοποιώντας ένα υπερκρίσιμο υγρό, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, ένας επιστήμονας μπορεί να εξαγάγει λιπαρά οξέα, έλαια και αντιοξειδωτικά χωρίς να αφήνει ένα χημικό υπόλειμμα στο εκχύλισμα.Το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα έχει επίσης σχετικά χαμηλή θερμοκρασία, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιπτώσεις όπου μια χημική ουσία δεν μπορεί να εκτεθεί σε υψηλή θερμοκρασία.