Задача 1
При каких условиях оксид углерода(IV) становится сверхкритическим и где применяют сверхкритический CO₂?
Решение
Условия. Выше критической точки — по справочным данным при температуре выше примерно 31 °C и давлении выше примерно 7,4 МПа (около 73 атм) — исчезает граница между жидким и газообразным \(\mathrm{CO_2}\). Вещество становится сверхкритическим флюидом: оно плотное и хорошо растворяет вещества, как жидкость, но легко проникает в поры, как газ.
Почему это «зелёная химия». \(\mathrm{CO_2}\) негорюч, малотоксичен, дёшев; после сброса давления он просто испаряется и не оставляет следов растворителя в продукте, его можно собрать и использовать снова. Им заменяют токсичные органические растворители.
Применение:
- удаление кофеина из кофе и чая;
- извлечение (экстракция) эфирных масел, ароматов, экстракта хмеля, лекарственных веществ из растений;
- химическая чистка одежды, очистка деталей и электроники;
- стерилизация медицинских материалов;
- синтез и обработка полимеров, получение аэрогелей, очистка веществ.
Ответ
Сверхкритический CO₂ сочетает растворяющую способность жидкости с текучестью газа и легко удаляется из продукта.
Подробнее — в теме «Охрана окружающей среды от химического загрязнения».