États de la matière/État super-critique
Définition
modifierC’est un état de la matière qui se présente lorsque la matière est soumise à une température au-delà de sa température critique et à une pression au-delà de sa pression critique. Les propriétés physiques d'un fluide supercritique (densité, viscosité, diffusivité) sont intermédiaires entre celles des liquides et celles des gaz.
Cet état de la matière a été découvert en 1822 par Charles Cagniard de Latour.
P (échelle logarithmique) = f(T) :
| 1 : solide | 2 : liquide |
| 3 : gazeux | 4 : fluide supercritique |
| A : point triple | B : point critique |
L'état supercritique est l'état de la matière lorsqu'elle est soumise à une forte pression ou à une forte température. On parle de fluide supercritique lorsqu'un fluide est chauffé au-delà de sa température critique et lorsqu’il est comprimé au-dessus de sa pression critique (voir figure).
Le dioxyde de carbone supercritique est assez courant en raison de sa facilité d'obtention (température critique : 31 °C, pression critique : 73,8 bars) et de ses propriétés économiques et écologiques intéressantes (non inflammable, non toxique, relativement peu cher et sans coût d'élimination comparativement aux solvants organiques).
| Densité (kg/m3) | Viscosité dynamique (µPa∙s) | Diffusivité (mm²/s) | |
|---|---|---|---|
| Gaz | 1 | 10 | 1–10 |
| Fluides supercritiques | 100–1000 | 50–100 | 0.01–0.1 |
| Liquides | 1000 | 500–1000 | 0.001 |
dioxyde de carbone supercritique
modifierCe fluide supercritique est un très bon solvant de substances organiques et n’est pas toxique. Le dioxyde de carbone supercritique est donc largement utilisé dans l’industrie agroalimentaire et la parfumerie.
Le solvant dans des conditions supercritiques a un très grand pouvoir de dissolution et lorsque la pression diminue, le soluté réapparaît sous forme de précipité. On peut donc ainsi extraire facilement les arômes des plantes ou la caféine du café.
Eau supercritique
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L' eau supercritique est obtenue pour des températures supérieures à 374 °C sous une pression supérieure à 218 bars. Cet état est utilisé par exemple dans des réacteurs nucléaires ou dans les chaudières des centrales thermiques sous haute-pression.
Réacteur à eau supercritique (RESC)
modifierLe principe du réacteur à eau supercritique est basé sur les caractéristiques des Réacteurs à eau pressurisée (REP) et des Réacteurs à eau bouillante (REB). C'est un réacteur à eau légère dont le caloporteur/modérateur est de l'eau supercritique.
Chromatographie en phase supercritique
modifierLa chromatographie en phase supercritique (CPS en français ou SFC en anglais) est une méthode de chromatographie utilisant un fluide supercritique comme phase mobile.
