超臨界狀態(tài)什么意思,哪些物質(zhì)可以達到兼具液體和氣體特性的超臨界流體狀態(tài)
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內(nèi)容導(dǎo)航:1、超臨界狀態(tài)什么意思:哪些物質(zhì)可以達到兼具液體和氣體特性的超臨界流體狀態(tài)2、超臨界狀態(tài)什么意思,超臨界狀態(tài)專業(yè)解釋1、超臨界狀態(tài)什么意思:哪些物質(zhì)可以達到兼具液體和氣體特性的超臨界流體狀態(tài)
物理學中通常把處于溫度超過臨界溫度而不論其壓力和密度是否超過臨界值狀態(tài)的流體都歸之為超臨界流體。它基本上仍是一種氣態(tài),但又不同于一般氣體,是一種稠密的氣態(tài)。其密度比一般氣體要大兩個數(shù)量級,與液體相近。它的粘度比液體小,但擴散速度比液體快(約兩個數(shù)量級),所以有較好的流動性和傳遞性能。在臨界點附近,它有很大的可壓縮性,適當增加壓力,可使它的密度接近一般液體的密度,因而有很好的溶解其他物質(zhì)的性能。
物理性質(zhì)超臨界流體是兼具液體和氣體特性的單一相流體,許多物理性質(zhì)(如擴散性、黏度、密度、熱導(dǎo)、熱容、介電常數(shù)等)都介于液體和氣體之間,黏度更接近氣體,而密度更接近液體。調(diào)節(jié)壓力可以改變超臨界流體的密度,密度可以在類似液體到類似氣體的范圍內(nèi)連續(xù)變化,從而使與密度相關(guān)的物理性質(zhì),如黏度、介電常數(shù)等也可以連續(xù)變化。所以在超臨界狀態(tài)下溶劑的極性和溶劑化能力可以通過調(diào)節(jié)壓力而連續(xù)變化,不用改變?nèi)軇┑某煞帧?/p>
反應(yīng)性當溶劑的極性改變會影響其反應(yīng)速率和選擇性的化學反應(yīng)在超臨界流體中進行時,可以方便地通過改變壓力調(diào)控反應(yīng)速率和選擇性。超臨界流體的黏度比液體小,那些受物質(zhì)傳輸速率控制的液相反應(yīng)在超臨界流體中進行時,反應(yīng)速率會增加。超臨界流體的傳熱系數(shù)比氣體高,那些高放熱的氣相反應(yīng)在超臨界流體中進行時,可以提高選擇性和產(chǎn)物的穩(wěn)定性。超臨界流體中進行的反應(yīng),如果其反應(yīng)物和產(chǎn)物因極性不同而溶解性不同時,可以通過改變壓力調(diào)控它們在超臨界流體中的溶解度,方便地分離產(chǎn)物、催化劑和原料。分子量大的有機物在超臨界流體中的溶解度比在氣體中的大,不容易沉積在非均相催化劑表面,可以延長催化劑的壽命。
常用超臨界流體最常用的超臨界流體是二氧化碳和水。其他超臨界流體有惰性氣體氙、低級烷烴(如甲烷、乙烷、丙烷)、低級烯烴(如乙烯、丙烯)、氟代烷烴、低級醇(如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇),以及氨、低級胺、六氟化硫、氧化二氮等。
超臨界流體最常見的應(yīng)用就是萃取,它的基本原理是:當氣體處于超臨界狀態(tài)時,成為性質(zhì)介于液體和氣體之間的單一相態(tài),具有和液體相近的密度,粘度雖高于氣體但明顯低于液體,擴散系數(shù)為液體的10~100倍,因此對物料有較好的滲透性和較強的溶解能力,能夠?qū)⑽锪现心承┏煞痔崛〕鰜怼2⑶页R界流體的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加而增加,極性增大,利用程序升壓可將不同極性的成分進行分部提取。提取完成后,改變體系溫度或壓力,使超臨界流體變成普通氣體逸散出去,物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出,達到提取和分離的目的。
二氧化碳臨界壓力(72.5大氣壓)和臨界溫度(304.2K)低,適用于高沸點、熱敏性或易氧化的物質(zhì),特別是食品和藥用制品的萃取。如從咖啡中提取咖啡因,從天然物質(zhì)中提取油脂、香精、維生素等。
超臨界二氧化碳的極性與常態(tài)下非極性溶劑的極性相似,特別適用于常態(tài)下在非極性溶劑中進行的反應(yīng)。如在超臨界二氧化碳中添加碳酸銨或全氟聚醚、硅氧化合物等表面活性劑,可以在二氧化碳連續(xù)相中與水形成水性乳化微滴,其性質(zhì)接近于水,適用于親水性底物和進行離子型反應(yīng)。在超臨界二氧化碳中添加醇作為共溶劑,可以增加許多低揮發(fā)性有機底物的溶解度。在超臨界二氧化碳中進行反應(yīng),沒有大量廢液污染環(huán)境,產(chǎn)物容易分離。
2、超臨界狀態(tài)什么意思,超臨界狀態(tài)專業(yè)解釋
超臨界狀態(tài)是一種特殊的流體在臨界點附近,它有很大的可壓縮性,適當增加壓力,可使它的密度接近一般液體的密度,因而有很好的溶解其他物質(zhì)的性能,例如超臨界水中可以溶解正烷烴另一方面,超臨界態(tài)的黏度只有一般液體的1/12至1/4,但它的擴散系數(shù)卻比一般液體大7至24倍,近似于氣體,下面我們就來聊聊關(guān)于超臨界狀態(tài)什么意思?接下來我們就一起去了解一下吧!

超臨界狀態(tài)什么意思
超臨界狀態(tài)是一種特殊的流體。在臨界點附近,它有很大的可壓縮性,適當增加壓力,可使它的密度接近一般液體的密度,因而有很好的溶解其他物質(zhì)的性能,例如超臨界水中可以溶解正烷烴。另一方面,超臨界態(tài)的黏度只有一般液體的1/12至1/4,但它的擴散系數(shù)卻比一般液體大7至24倍,近似于氣體。
物質(zhì)的壓力和溫度同時超過它的臨界壓力(Pc)和臨界溫度(Tc)的狀態(tài),或者說,物質(zhì)的對比壓力(P/Pc)和對比溫度(T/Tc)同時大于1的狀態(tài)稱為該物質(zhì)的超臨界狀態(tài)。
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