Fluidos Supercríticos: Aplicaciones y Características

Fluidos Supercríticos: Características y Aplicaciones

• Los fluidos supercríticos son sustancias que se encuentran por encima de su punto crítico.
• El punto crítico es la temperatura y presión combinadas por encima de las cuales no se puede distinguir entre líquido y gas.
• Los fluidos supercríticos tienen propiedades únicas que los hacen útiles en diversas aplicaciones.

Características Importantes

• Densidad: Variable con la presión (P) y la temperatura (T), cercana a la de los líquidos.
• Viscosidad: Menor que la de los líquidos, similar a la de los gases.
• Difusividad: Intermedia entre la de los líquidos y los gases.

Densidad

• Varía con la presión y la temperatura.
• Un aumento de la temperatura por encima del punto crítico (T→Tc) incrementa la presión (↑P).
• Un aumento de la temperatura por encima del punto crítico (T > Tc) incrementa significativamente la presión (↑↑P)
• Relacionado con el poder de disolución, fuerza de la fase móvil, selectividad de la extracción.

Viscosidad

• Aumenta a menor temperatura (T↓), y aumenta con la presión (P↑).
• Menor que la de los líquidos.
• Menor caída de presión en flujos, resultando en flujos más altos con tiempos menores.
• Esto ocasiona columnas más largas.

Difusividad

• Aumenta con la temperatura (T↑) y disminuye con la presión (P↓).
• Esto permite extracciones más rápidas.
• La ecuación de Van Deemter (HETP = A + B/u + Cu) describe la relación entre la altura equivalente a la placa teórica (HETP) y la velocidad lineal (u).

Fluidos Supercríticos Utilizados

• Se listan ejemplos de fluidos supercríticos como Xe, CHF₃, CCIF₃, CO₂, N₂O, SF₆, CHClF₂, C₃H₈, NH₃, CCl₃F y H₂O, con sus correspondientes temperaturas y presiones críticas.
• Características de los fluidos: Bajas toxicidades, no inflamables, parámetros críticos fáciles de alcanzar.
• Se pueden comprar con alto grado de pureza.
• Compatibles con el medio ambiente

Mezclas Binarias

• Aumentan el poder de disolución y la elución de solutos polares.
• Disolventes orgánicos miscibles con CO₂.
• Ejemplos: Metanol, etanol, isopropanol, acetonitrilo.
• Cambio en la presión (P) y la temperatura (T) crítica.

Áreas de Aplicación

• Química Analítica: Extracción y separaciones cromatográficas.
• Industria Alimentaria: Café, lúpulo, y aceites esenciales.
• Industria Química: Fraccionamiento de productos del petróleo, reacciones de hidrogenación y reacciones de síntesis.
• Medicina: Eliminación de impurezas en biopolímeros utilizados en implantes.
• Industria Farmacéutica: Extracción de principios activos, micronización, y microencapsulación.
• Limpieza: Componentes electrónicos, maquinaria de precisión, y material de implantes médicos.
• El diagrama de flujo describe el proceso de solubilización de analitos usando CO₂ supercrítico (RESS y GAS)