Надкритичних рідини в ХІМІЇ
Аналогічна ситуація для водню, кисню (критичні температури відповідно -118,4 ° С, -147 ° С), тому перед скраплення їх спочатку охолоджують до температури нижче критичної, і лише потім підвищують тиск.
надкритичної стан
можливо для більшості рідких і газоподібних речовин, потрібно лише, щоб речовина не розкладалось при критичній температурі. Речовини, для яких такий стан найбільш легко досяжно (тобто потрібні порівняно невисокі температура і тиск), показані на діаграмі:
У порівнянні з зазначеними речовинами критична точка для води досягається з великими труднощами: tкр = 374,2 ° С і ркр = 21,4 МПа.
Починаючи з середини 1880-х критична точка визнається всіма як важливий фізичний параметр речовини, такої ж, як точка плавлення або кипіння. Щільність СКФ виключно низька, наприклад, вода в формі СКФ має щільність в три рази нижче, ніж при звичайних умовах. Все СКФ мають вкрай низьку в'язкість.
Надкритичні флюїди є чимось середнім між рідиною і газом. Вони можуть стискатися як гази (звичайні рідини практично нестисливі) і, в той же час, здатні розчиняти тверді речовини, що газам не властиво. Надкритичної етанол (при температурі вище 234 ° С) дуже легко розчиняє деякі неорганічні солі (CoCl2. KBr, KI). Діоксид вуглецю, закис азоту, етилен і деякі інші гази в стані СКФ набувають здатність розчиняти багато органічних речовин - камфору, стеаринову кислоту, парафін і нафталін. Властивості сверхкритического СО2 як розчинника можна регулювати - при підвищенні тиску його растворяющая здатність різко збільшується:
Досліди, поставлені для візуального спостереження сверхкритического стану, були небезпечні, оскільки не кожна скляна ампула здатна витримати тиск в десятки МПа. Пізніше для того, щоб встановити момент, коли речовина стає флюїдом, замість візуальних спостережень в скляних трубках повернулися до методики, близькою до тієї, що використовував Каньяр де ла Тур. За допомогою спеціальної апаратури стали вимірювати швидкість проходження звуку в досліджуваної середовищі, в момент досягнення критичної точки швидкість поширення звукових хвиль різко падає.
Застосування СКФ.
До середини 1980-х довідники містили відомості про критичні параметри сотень неорганічних і органічних речовин, але незвичайні властивості СКФ все ще не знаходили застосування.
Надкритичні флюїди стали широко використовувати тільки в 1980-х, коли загальний рівень розвитку індустрії дозволив зробити установки для отримання СКФ широко доступними. З цього моменту почався інтенсивний розвиток надкритичних технологій. В першу чергу дослідники зосередили увагу на високій розчинюючої здатності СКФ. На тлі традиційних методів використання надкритичних флюїдів виявилося дуже ефективним. СКФ - це не тільки хороші розчинники, а й речовини з високим коефіцієнтом дифузії, тобто вони легко проникають в глибинні шари різних твердих речовин і матеріалів. Найбільш широко стали застосовувати сверхкритический СО2. який виявився розчинником широкого кола органічних сполук. Діоксид вуглецю став лідером в світі надкритичних технологій, оскільки володіє цілим комплексом переваг. Перекласти його в надкритичної стан досить легко (tкр - 31 ° С, ркр - 73,8 атм.), Крім того, він не токсичний, не горючий, не вибухонебезпечний і до того ж дешевий і доступний. З точки зору будь-якого технолога він є ідеальним компонентом будь-якого процесу. Особливу привабливість йому додає те, що він є складовою частиною атмосферного повітря і, отже, не забруднює навколишнє середовище. Надкритичної СО2 можна вважати екологічно абсолютно чистим розчинником.
Фармацевтична промисловість одна з перших звернулася до нової технології, оскільки СКФ дозволяють найбільш повно виділяти біологічно активні речовини з рослинної сировини, зберігаючи незмінним їхній склад. Нова технологія повністю відповідає сучасним санітарно-гігієнічним нормам виробництва лікарських препаратів. Крім того, виключається стадія відгону екстрагують розчинника і подальшої його очищення для повторних циклів. В даний час організовано виробництво деяких вітамінів, стероїдів та інших препаратів за такою технологією.