29.1: Propiedades de los Fluidos Supercríticos

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Como se muestra en la Figura 29.1.1 , un fluido supercrítico es una especie mantenida a una temperatura y una presión que excede su punto crítico. En estas condiciones la especie no es ni un gas ni un líquido. En cambio, es un fluido supercrítico.

Figura 29.1.1 . Diagrama de fases que muestra las combinaciones de temperatura y presión para las cuales un compuesto se encuentra en su estado sólido, su estado líquido y su estado gaseoso. Para presiones y temperaturas superiores al punto crítico, el compuesto es un fluido supercrítico con propiedades intermedias entre un gas y un líquido.

Algunas propiedades de un fluido supercrítico, como se muestra en la Tabla 29.1.1 , son similares a un gas; otras propiedades, sin embargo, son similares a un líquido. La viscosidad de un fluido supercrítico, por ejemplo, es similar a un gas, lo que significa que podemos mover un fluido supercrítico a través de una columna capilar o una columna empaquetada sin necesidad de altas presiones. La densidad de un fluido supercrítico, por otro lado, es mucho más cercana a la de un líquido, lo que explica por qué los fluidos supercríticos son buenos solventes.

Tabla 29.1.1 . Propiedades Típicas de Gases, Líquidos y Fluidos Supercríticos
fase	densidad (g/cm ³)	viscosidad (g cm ^-1 s ^-1)	coeficiente de difusión (cm ² s ^-1)
gas	\(\approx 10^{-3}\)	\(\approx 10^{-4}\)	\(\approx 0.1\)
fluido supercrítico	\(\approx 0.1 - 1\)	\(\approx 10^{-4} - 10^{-3}\)	\(\approx 10^{-4} - 10^{-3}\)
líquido	\(\approx 1\)	\(\approx 10^{-2}\)	\(\approx 10^{-3}\)

El fluido supercrítico más utilizado es el CO ₂. Su baja temperatura crítica de 31.1 ^o C y su baja presión crítica de 72.9 atm son relativamente fáciles de lograr y mantener. Aunque el CO ₂ supercrítico es un buen disolvente para los orgánicos no polares, es menos útil para los solutos polares. La adición de un modificador orgánico, tal como metanol, mejora la fuerza de elución de la fase móvil. Otras fases móviles comunes y sus temperaturas y presiones críticas se enumeran en la Tabla 29.1.2 .

Tabla 29.1.2 . Puntos críticos para fluidos supercríticos seleccionados
compuesto	temperatura crítica (^o C)	presión crítica (atm)
dióxido de carbono	31.3	72.9
etano	32.4	48.3
óxido nitroso	36.5	71.4
amoníaco	132.3	111.3
éter dietílico	193.6	36.3
isopropanol	235.3	47.0
metanol	240.5	78.9
etanol	243.4	63.0
agua	374.4	226.8