{"id":148296,"date":"2020-05-25T13:08:55","date_gmt":"2020-05-25T15:08:55","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=148296"},"modified":"2020-05-25T13:08:55","modified_gmt":"2020-05-25T15:08:55","slug":"fluido-supercritico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/quimica\/fluido-supercritico","title":{"rendered":"Fluido Supercr\u00edtico"},"content":{"rendered":"

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0<\/strong>\u00e9 uma subst\u00e2ncia a uma temperatura acima de seu ponto cr\u00edtico, com propriedades intermedi\u00e1rias entre as de um l\u00edquido e as de um g\u00e1s.<\/p>\n

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico (SFC)\u00a0\u00e9 um material que pode ser l\u00edquido ou g\u00e1s, usado em um estado acima da temperatura cr\u00edtica e da press\u00e3o cr\u00edtica em que gases e l\u00edquidos podem coexistir.<\/p>\n

N\u00e3o h\u00e1 tens\u00e3o superficial em um\u00a0fluido supercr\u00edtico, pois n\u00e3o h\u00e1 limite de fase l\u00edquido\/g\u00e1s.<\/p>\n

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0n\u00e3o \u00e9 um g\u00e1s nem um l\u00edquido, mas uma fase \u00fanica com propriedades entre os dois.<\/p>\n

O que \u00e9 um fluido supercr\u00edtico?<\/strong><\/p>\n

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0\u00e9 uma subst\u00e2ncia que foi aquecida acima do seu ponto cr\u00edtico. O ponto cr\u00edtico de uma subst\u00e2ncia \u00e9 o ponto em que a press\u00e3o cr\u00edtica e a temperatura cr\u00edtica coexistem, permitindo que a subst\u00e2ncia exista em suas formas l\u00edquida e gasosa em equil\u00edbrio. O resultado de levar uma subst\u00e2ncia al\u00e9m desse ponto \u00e9 que um fluido tem as propriedades de dissolu\u00e7\u00e3o de um l\u00edquido, mas as propriedades de difus\u00e3o de um g\u00e1s. Isso significa que ele pode dissolver subst\u00e2ncias como um l\u00edquido enquanto se expande para encher um recipiente como um g\u00e1s.<\/p>\n

Essas propriedades exclusivas permitem que seja usado em diferentes ind\u00fastrias.<\/p>\n

Quando uma subst\u00e2ncia \u00e9 tomada acima de seu ponto cr\u00edtico, ela se torna um\u00a0fluido supercr\u00edtico.<\/p>\n

Para que um fluido se torne supercr\u00edtico, uma pessoa deve conhecer a temperatura cr\u00edtica e a press\u00e3o cr\u00edtica.<\/p>\n

Normalmente, um g\u00e1s a alta temperatura pode ser transformado em l\u00edquido com a adi\u00e7\u00e3o de press\u00e3o, e um l\u00edquido a alta press\u00e3o pode se transformar em g\u00e1s com a adi\u00e7\u00e3o de calor.<\/p>\n

A press\u00e3o cr\u00edtica \u00e9 a press\u00e3o acima da qual uma subst\u00e2ncia n\u00e3o pode existir como g\u00e1s, apesar de qu\u00e3o alta \u00e9 a temperatura. Da mesma forma, a temperatura cr\u00edtica \u00e9 o ponto acima do qual uma subst\u00e2ncia n\u00e3o pode ser um l\u00edquido, apesar de qu\u00e3o alta a press\u00e3o \u00e9.<\/p>\n

Quando uma subst\u00e2ncia \u00e9 aquecida acima da temperatura cr\u00edtica e colocada sob uma press\u00e3o acima da press\u00e3o cr\u00edtica, ocorre um fen\u00f4meno interessante. A subst\u00e2ncia n\u00e3o pode ser um l\u00edquido ou um g\u00e1s.<\/p>\n

Pelo contr\u00e1rio, tem as propriedades de ambos. As linhas entre as fases da mat\u00e9ria praticamente desaparecem e o fluido altera as propriedades.<\/p>\n

O novo\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0possui propriedades tanto de um l\u00edquido quanto de um g\u00e1s.<\/p>\n

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0que \u00e9 frequentemente usado \u00e9 o di\u00f3xido de carbono. \u00c9 uma boa subst\u00e2ncia transformar-se em um fluido supercr\u00edtico porque sua temperatura cr\u00edtica \u00e9 de 31,8\u00b0C e sua press\u00e3o cr\u00edtica \u00e9 cerca de 55.480 mm Hg.<\/p>\n

Uma vez que \u00e9 um\u00a0fluido supercr\u00edtico, as propriedades do di\u00f3xido de carbono podem ser alteradas com altera\u00e7\u00f5es de temperatura e press\u00e3o.<\/p>\n

Por exemplo, manipular a press\u00e3o pode alterar quais subst\u00e2ncias se dissolver\u00e3o no fluido. Como o di\u00f3xido de carbono \u00e9 uma mol\u00e9cula n\u00e3o polar, podem ser adicionados modificadores para aumentar sua capacidade de dissolver mol\u00e9culas polares.<\/p>\n

Alguns\u00a0fluidos supercr\u00edticos\u00a0podem ser usados para extrair uma quantidade maior de uma subst\u00e2ncia desejada em um per\u00edodo mais curto de tempo.<\/p>\n

Essas e outras propriedades permitem que elas sejam usadas em uma vasta gama de ind\u00fastrias. A ind\u00fastria aliment\u00edcia e farmac\u00eautica, por exemplo, pode usar o fluido para extrair certos compostos dos alimentos.<\/p>\n

Usando um\u00a0fluido supercr\u00edtico, como di\u00f3xido de carbono, um cientista pode extrair \u00e1cidos graxos, \u00f3leos e antioxidantes sem deixar res\u00edduos qu\u00edmicos no extrato.<\/p>\n

O di\u00f3xido de carbono supercr\u00edtico tamb\u00e9m tem uma temperatura relativamente baixa, portanto pode ser usado nos casos em que um produto qu\u00edmico n\u00e3o pode ser exposto a altas temperaturas.<\/p>\n

O que significa “supercr\u00edtico”?<\/strong><\/p>\n

Qualquer subst\u00e2ncia \u00e9 caracterizada por um ponto cr\u00edtico obtido em condi\u00e7\u00f5es espec\u00edficas de press\u00e3o e temperatura.<\/p>\n

Quando um composto \u00e9 submetido a uma press\u00e3o e a uma temperatura mais alta que seu ponto cr\u00edtico, o\u00a0fluido<\/strong>\u00a0\u00e9 considerado “supercr\u00edtico<\/strong>“.<\/p>\n

Na regi\u00e3o supercr\u00edtica, o fluido exibe propriedades particulares e possui um comportamento intermedi\u00e1rio entre o de um l\u00edquido e um g\u00e1s. Em particular, os fluidos supercr\u00f4nicos (SCFs) possuem densidades do tipo l\u00edquido, viscosidades e difus\u00f5es do tipo g\u00e1s intermedi\u00e1rias \u00e0 de um l\u00edquido e um g\u00e1s.<\/p>\n

O\u00a0fluido \u00e9 dito “supercr\u00edtico”<\/strong>\u00a0quando \u00e9 aquecido, obt\u00e9m sua temperatura cr\u00edtica e comprimido, sua press\u00e3o circular.<\/p>\n

Esse comportamento espec\u00edfico das subst\u00e2ncias foi observado pela primeira vez em 1822 pelo engenheiro e f\u00edsico franc\u00eas Charles Cagniard de La Tour em seu famoso experimento de canh\u00e3o.<\/p>\n

Foi ent\u00e3o definido como fluido supercr\u00edtico pelo qu\u00edmico irland\u00eas Thomas Andrews.<\/p>\n

Os\u00a0fluidos supercr\u00edticos<\/strong>\u00a0mais amplamente utilizados s\u00e3o CO2<\/sub>\u00a0e \u00e1gua.<\/p>\n

Propriedades dos fluidos supercr\u00edticos<\/strong><\/p>\n

Um\u00a0fluido supercr\u00edtico\u00a0\u00e9 qualquer subst\u00e2ncia a uma temperatura e press\u00e3o acima do seu ponto cr\u00edtico, onde n\u00e3o existem fases distintas de l\u00edquido e g\u00e1s. Isso pode ser racionalizado pensando que, a temperaturas suficientemente altas (acima da temperatura cr\u00edtica), a energia cin\u00e9tica das mol\u00e9culas \u00e9 alta o suficiente para superar quaisquer for\u00e7as intermoleculares que condensariam a amostra na fase l\u00edquida.<\/p>\n

Por outro lado, press\u00f5es suficientemente altas (acima da press\u00e3o cr\u00edtica) n\u00e3o permitiriam que uma amostra permanecesse no estado gasoso puro. Portanto, \u00e9 alcan\u00e7ado um equil\u00edbrio entre essas duas tend\u00eancias e a subst\u00e2ncia existe em um estado entre um g\u00e1s e um l\u00edquido.<\/p>\n

O que \u00e9 um g\u00e1s supercr\u00edtico?<\/strong><\/p>\n

O\u00a0g\u00e1s supercr\u00edtico, mais conhecido como fluido supercr\u00edtico, \u00e9 um estado distinto da mat\u00e9ria que possui propriedades tanto de um l\u00edquido quanto de um g\u00e1s.<\/p>\n

Um\u00a0g\u00e1s supercr\u00edtico\u00a0pode ser considerado um estado intermedi\u00e1rio entre l\u00edquidos e gases. Gases supercr\u00edticos s\u00e3o criados apenas acima do ponto cr\u00edtico termodin\u00e2mico de um material.<\/p>\n

Isso geralmente significa altas press\u00f5es, geralmente entre 40 e 80 atmosferas, embora varie bastante. Alguns pontos cr\u00edticos, principalmente a \u00e1gua, chegam a 218 atmosferas e al\u00e9m.<\/p>\n

Fluidos supercr\u00edticos\u00a0t\u00eam baixa viscosidade e alta difusividade.<\/p>\n

Gases supercr\u00edticos podem se difundir para dentro e atrav\u00e9s de s\u00f3lidos como um g\u00e1s, mas tamb\u00e9m dissolvem certos materiais como um l\u00edquido.<\/p>\n

Fluidos supercr\u00edticos\u00a0s\u00e3o encontrados em pelo menos duas \u00e1reas da natureza.<\/p>\n

O primeiro \u00e9 em torno de fontes hidrotermais e vulc\u00f5es submarinos no fundo do oceano, onde a press\u00e3o \u00e9 t\u00e3o grande que a cria\u00e7\u00e3o de um g\u00e1s supercr\u00edtico \u00e9 poss\u00edvel. A press\u00e3o de 3 km debaixo d’\u00e1gua \u00e9 de 300 atmosferas, mais do que suficiente.<\/p>\n

Outro\u00a0g\u00e1s supercr\u00edtico\u00a0natural \u00e9 a atmosfera mais baixa de V\u00eanus, que \u00e9 muito densa e quente (93 atmosferas, 462 \u00b0C) na superf\u00edcie.<\/p>\n

Curiosamente, isso significa que apenas dois estados da mat\u00e9ria podem ser encontrados na superf\u00edcie:<\/strong>\u00a0g\u00e1s s\u00f3lido e supercr\u00edtico. L\u00edquidos e gases convencionais n\u00e3o existem l\u00e1.<\/p>\n

Os\u00a0fluidos supercr\u00edticos\u00a0t\u00eam pelo menos uma d\u00fazia de aplica\u00e7\u00f5es industriais. Uma \u00e9 a extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica de fluidos, onde fluidos supercr\u00edticos s\u00e3o usados para extrair algum material de uma matriz circundante.<\/p>\n

Isso \u00e9 usado para extrair cafe\u00edna dos gr\u00e3os de caf\u00e9. O di\u00f3xido de carbono supercr\u00edtico suga a cafe\u00edna diretamente deles. Da mesma forma, fluidos supercr\u00edticos s\u00e3o usados na secagem supercr\u00edtica, que extrai um l\u00edquido de uma matriz. Isso \u00e9 usado na prepara\u00e7\u00e3o de amostras biol\u00f3gicas para microscopia eletr\u00f4nica, bem como na s\u00edntese de aerogel, um material que possui 12 recordes mundiais do Guinness por propriedades como leveza e isolamento.<\/p>\n

A oxida\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica da \u00e1gua \u00e9 usada para oxidar res\u00edduos perigosos, tornando-os seguros para o descarte. O processo tamb\u00e9m \u00e9 usado para sintetizar micro e nanopart\u00edculas para v\u00e1rias aplica\u00e7\u00f5es farmac\u00eauticas.<\/p>\n

O reverso da extra\u00e7\u00e3o de fluido supercr\u00edtico \u00e9 chamado impregna\u00e7\u00e3o, pelo qual um material \u00e9 introduzido em uma matriz em vez de removido. A lista continua. Como voc\u00ea pode ver, as aplica\u00e7\u00f5es de fluidos supercr\u00edticos s\u00e3o numerosas.<\/p>\n

O que \u00e9 extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica?<\/strong><\/p>\n

A\u00a0extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica\u00a0\u00e9 um m\u00e9todo de separa\u00e7\u00e3o para solu\u00e7\u00f5es que envolvem o uso de\u00a0fluidos supercr\u00edticos.<\/p>\n

Esses fluidos s\u00e3o levados a um estado de calor e press\u00e3o t\u00e3o altos que agem como um g\u00e1s e um l\u00edquido e n\u00e3o sofrem mais altera\u00e7\u00f5es de fase. O di\u00f3xido de carbono \u00e9 um material popular para esse processo, embora outros compostos tamb\u00e9m possam ser usados. Existem algumas vantagens na extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica que a tornam \u00fatil para uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es, embora tamb\u00e9m possa ser cara de executar, o que \u00e9 uma limita\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Neste procedimento, os t\u00e9cnicos levam o di\u00f3xido de carbono ou outros materiais a um ponto supercr\u00edtico e permitem que ele flua para uma c\u00e2mara de extra\u00e7\u00e3o. Isso atua como um solvente para separar os constituintes de uma mistura.<\/p>\n

Por exemplo, uma empresa poderia usar a extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica para extrair cafe\u00edna do caf\u00e9 com altera\u00e7\u00f5es m\u00ednimas no pr\u00f3prio caf\u00e9 para tratar de preocupa\u00e7\u00f5es sobre sabor e integridade.<\/p>\n

Uma vantagem dessa t\u00e9cnica \u00e9 que ela \u00e9 ecol\u00f3gica. Os solventes n\u00e3o s\u00e3o perigosos e, no caso de di\u00f3xido de carbono e muitos outros compostos, alterar a temperatura permite que o solvente se dissipe em uma armadilha para que n\u00e3o contamine o produto final. A captura permite que as empresas reutilizem o material repetidamente, o que reduz a demanda por solventes e evita sua libera\u00e7\u00e3o no ambiente.<\/p>\n

Esse m\u00e9todo tamb\u00e9m \u00e9 muito mais r\u00e1pido que outros m\u00e9todos usados para extra\u00e7\u00e3o. A extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica pode levar menos de uma hora, em contraste com horas ou, \u00e0s vezes, dias exigidos por outros m\u00e9todos.<\/p>\n

Isso pode compensar o aumento da despesa associada \u00e0 configura\u00e7\u00e3o de um sistema capaz de\u00a0extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica.<\/p>\n

O equipamento precisa ser capaz de atingir e reter alto calor e press\u00e3o durante todo o processo para garantir estabilidade e consist\u00eancia, e isso pode ser dispendioso de implementar.<\/p>\n

\u00c9 poss\u00edvel ajustar os produtos finais variando a press\u00e3o. Isso permite que as empresas controlem o que extraem usando esse m\u00e9todo; no processamento de \u00f3leo essencial, por exemplo, os t\u00e9cnicos podem levantar alguns lip\u00eddios e n\u00e3o outros.<\/p>\n

O alto controle dispon\u00edvel com extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica pode torn\u00e1-lo \u00fatil para atividades como o processamento de amostras cient\u00edficas ou a produ\u00e7\u00e3o de produtos de alt\u00edssima pureza.<\/p>\n

A produ\u00e7\u00e3o industrial \u00e9 uma aplica\u00e7\u00e3o para\u00a0extra\u00e7\u00e3o supercr\u00edtica. Tamb\u00e9m pode ser usado para preparar e testar amostras em ambientes de laborat\u00f3rio, como instala\u00e7\u00f5es forenses e de pesquisa.<\/p>\n

O equipamento para essas aplica\u00e7\u00f5es pode ser menor, pois os t\u00e9cnicos n\u00e3o precisam processar grandes volumes de material.<\/p>\n

Fonte:<\/strong>\u00a0www.supercriticalfluid.org\/chem.libretexts.org\/courses.lumenlearning.com\/www.yourdictionary.com\/www.wisegeek.org\/www.supercriticalfluids.com\/energyeducation.ca\/www.nottingham.ac.uk<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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