**Звышкрытычны флюід** (**ЗКФ**), **звышкрытычная вадкасць** — стан рэчыва, пры якім знікае адрозненне паміж вадкай і газавай фазай. Любое рэчыва, якое знаходзіцца пры тэмпературы і ціску вышэй крытычнага пункта, з’яўляецца звышкрытычнай вадкасцю. Уласцівасці рэчыва ў звышкрытычнам стане прамежкавыя паміж яго ўласцівасцямі ў газавай і вадкай фазе. Так, ЗКФ валодае высокай шчыльнасцю, блізкай да вадкасці, нізкай глейкасцю, і пры адсутнасці міжфазавых меж паверхневае нацяжэнне таксама знікае. Каэфіцыент дыфузіі пры гэтым мае прамежкавае паміж вадкасцю і газам значэнне. Рэчывы ў звышкрытычнам стане могуць прымяняцца ў якасці заменнікаў арганічных растваральнікаў у лабараторных і прамысловых працэсах. Найбольшую цікавасць і распаўсюджванне ў сувязі з пэўнымі ўласцівасцямі атрымалі звышкрытычная вада і звышкрытычны дыяксід вугляроду.

Фазавая дыяграма вады: па вертыкальнай восі — ціск у Па, па гарызантальнай восі — тэмпература ў К.

Уласцівасці рэчываў у звышкрытычнам стане
-----------------------------------------

У табліцы 1 прыведзены крытычныя параметры і малярная маса для практычна найбольш прыдатных рэчываў.

Таблица 1. Крытычныя параметры розных растваральнікаў (Reid et al, 1987), | Растваральнік | Малярная маса | Крытычная тэмпература, Tкрыт | Крытычны ціск, Pкрыт | Крытычная шчыльнасць, ρкрыт |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| г/моль | К | МПа (атм.) | г/см³ |
| Дыяксід вугляроду (CO2) | 44.01 | 303.9 | 7.38 (72.8) | 0.468 |
| Вада (H2O) | 18.015 | 647.096 | 22.064 (217.755) | 0.322 |
| Метан (CH4) | 16.04 | 190.4 | 4.60 (45.4) | 0.162 |
| Этан (C2H6) | 30.07 | 305.3 | 4.87 (48.1) | 0.203 |
| Прапан (C3H8) | 44.09 | 369.8 | 4.25 (41.9) | 0.217 |
| Этылен (C2H4) | 28.05 | 282.4 | 5.04 (49.7) | 0.215 |
| Прапілен (C3H6) | 42.08 | 364.9 | 4.60 (45.4) | 0.232 |
| Метанол (CH3OH) | 32.04 | 512.6 | 8.09 (79.8) | 0.272 |
| Этанол (C2H5OH) | 46.07 | 513.9 | 6.14 (60.6) | 0.276 |
| Ацэтон (C3H6O) | 58.08 | 508.1 | 4.70 (46.4) | 0.278 |
| Аміяк (NH3) | 17.03 | 405.3 | 11.35 (115.7) | 0.322 |
| Ксенон (Xe) | 131.29 | 289.5 | 5.84 (58.4) | 1.110 |

Адна з найбольш важных уласцівасцей звышкрытычнага стану — гэта здольнасць да растварэння рэчываў. Змяняючы тэмпературу або ціск флюіда, можна змяняць яго ўласцівасці ў шырокім дыяпазоне. Так, можна атрымаць флюід, па ўласцівасцях блізкі альбо да вадкасці, альбо да газу. Растваральная здольнасць флюіда павялічваецца з павелічэннем шчыльнасці (пры пастаяннай тэмпературы). Паколькі шчыльнасць узрастае пры павелічэнні ціску, то змяняючы ціск, можна ўплываць на растваральную здольнасць флюіду (пры пастаяннай тэмпературы). У выпадку з тэмпературай залежнасць уласцівасцей флюіду некалькі больш складаная — пры пастаяннай шчыльнасці растваральная здольнасць флюіду таксама ўзрастае, аднак паблізу крытычнага пункта нязначнае павелічэнне тэмпературы можа прывесці да рэзкага падзення шчыльнасці, і, адпаведна, растваральнай здольнасці. Звышкрытычныя флюіды неабмежавана змешваюцца адзін з адным, таму пры дасягненні крытычнага пункта сумесі сістэма заўсёды будзе аднафазнай. Прыблізная крытычная тэмпература бінарнай сумесі можа быць разлічана як сярэдняе арыфметычнае ад крытычных параметраў рэчываў

*T*c(mix) = (мольная доля *A*) × *T*c*A* + (мольная доля *B*) × *T*c*B*.
Калі неабходна вялікая дакладнасць, то крытычныя параметры могуць быць разлічаны з выкарыстаннем ураўненняў стану, напрыклад, з дапамогай ураўнення Пенга-Робінсана[ru].

Гісторыя
--------

Упершыню звышкрытычны стан рэчыва выявіў Каньяр дэ ла Тур ў 1822 годзе, награваючы розныя вадкасці ў паравым аўтаклаве Папена. Унутр аўтаклава ён змясціў крэмніевы шарык. Сам дэ ла Тур працаваў у галіне акустыкі — у прыватнасці, яму належыць вынаходніцтва сірэны. Пры ўстрэсванні аўтаклава ён чуў усплёск, які ўзнікаў, калі шарык пераадольваў мяжу падзелу фаз. Паўтараючы ўстрэсванне ў працэсе далейшага награвання, Каньяр дэ ла Тур заўважыў, што гук, які выдаецца шарыкам пры сутыкненні са сценкай аўтаклава, у пэўны момант рэзка змяняецца — становіцца глухім і больш слабым. Для кожнай вадкасці гэта адбывалася пры строга вызначанай тэмпературы, якую сталі называць пунктам Каньяра дэ ла Тура.

У двух апублікаваных дэ ла Турам артыкулах у Annales de Chimie et de Physique апісаны яго эксперыменты па награванні спірту ў запаяных шкляных трубках пад ціскам. Ён назіраў, як па меры награвання аб’ём вадкасці павялічваўся ў два разы, а затым яна наогул знікала, ператвараючыся ў нешта падобнае да газу і становячыся празрыстай, так што здавалася, што трубка пустая. Пры астуджэнні назіралася ўтварэнне шчыльных непразрыстых аблокаў (з’ява, якую цяпер прынята называць крытычнай апалесцэнцыяй[ru]). Таксама дэ ла Тур устанавіў, што вышэй пэўнай тэмпературы павелічэнне ціску не прыводзіць да ўтварэння вадкасці.

У наступных працах дэ ла Тур паведамляе аб серыі падобных вопытаў з рознымі рэчывамі. Ён эксперыментаваў з вадой, спіртам, эфірам і дысульфідам вугляроду.

Фарадэй па заслугах ацаніў выкананую працу — у прыватнасці, у сваім пісьме Уільяму Уэвелу ён піша: «Cagniard de la Tour made an experiment some years ago which gave me occasion to want a new word»; таксама ў гэтым лісце ён паказвае на тое, што пункт пераходу вадкасці ў стан флюіду не быў названы дэ ла Турам. У сваіх далейшых працах Фарадей называе звышкрытычны стан «станам дэ ла Тура», а сам пункт фазавага пераходу пунктам дэ ла Тура.

У сваіх працах Д. І. Мендзялееў ў 1861 г назваў крытычную тэмпературу тэмпературай абсалютнага кіпення.

Тэрмін «звышкрытычны флюід» (supercritical fluid) быў упершыню ўведзены ў працах Т. Эндруса ў 1869 годзе. Праводзячы вопыты ў таўстасценных шкляных трубках, ён вымяраў залежнасць аб’ёму ад ціску і пабудаваў лініі суіснавання дзвюх фаз для вуглекіслаты.

У 1873 году Ван дэр Ваальс паказаў, што эксперыментальна знойдзеныя ўраўненні стану Эндруса могуць быць растлумачаны колькасна з выкарыстаннем пашыранай мадэлі ідэальнага газу, дзе ў простай форме ўлічаны малекулярныя прыцягненне і адштурхванне на блізкіх адлегласцях.

У пачатку ХХ стагоддзя ўсе метады пабудовы ўраўненняў стану, заснаваныя на прыбліжэнні сярэдняга поля, былі сістэматызаваны ў фенаменалагічнай тэорыі Л. Д. Ландау, якая апісвае у тым ліку і звышкрытычныя фазавыя пераходы сістэмы.

Першая прамысловая вытворчасць на аснове прымянення звышкрытычных флюідаў запрацавала ў 1978 годзе — гэта была ўстаноўка па дэкафеінізацыі кавы, за ім ў 1982 годзе рушыла ўслед прамысловая экстракцыя хмеля (для піваварнай прамысловасці).

Зноскі
------

1. ↑  А. А. Галкин, В. В. Лунин. Вода в суб- и сверхкритическом состояниях — универсальная среда для осуществления химических реакций. Успехи химии, 74 (1), 2005
2. ↑  Кювета з звышкрытычным флюідам **(нявызн.)**(недаступная спасылка). Архівавана з першакрыніцы 27 верасня 2009. Праверана 2009-5-14.
3. ↑   A.Baiker. Chem.Rev. 99, 453 (1999)
4. ↑  R. van Eldik, C.D.Hubbard. Chemistry under Extreme or non-classic conditions. Wiley, New York, 1997
5. ↑  Supercritical Fluid Extraction, Density Considerations **(нявызн.)**. Праверана 20 лістапада 2007.
6. ↑  *A.A. Clifford*. Calculation of Thermodynamic Properties of CO2 using Peng Robinson equation of state. **(нявызн.)**(недаступная спасылка).  Critical Processes Ltd (4 снежня 2007). Архівавана з першакрыніцы 5 мая 2008. Праверана 19 ліпеня 2013.
7. ↑  M.A.McHugh, V.J.Krukonis. Supercritical fluid extraction: principles and practice. Butterworth-Heinemann, Amsterdamm, 1994
8. ↑  Сверхкритическое состояние вещества: флюиды и сверхкритические флюидные технологии

Гл. таксама
-----------

* Крытычны пункт
* Фазавы пераход

| ⛭Тэрмадынамічныя станы рэчыва |
| --- |
| Цвёрдае цела | 
* Аморфнае
* Крышталічнае
* Аэрагель
	+ тэмпература плаўлення
	+ сублімацыя

 |
| Вадкасць | 
* Электраліт
* Перагрэтая вадкасць
* Пераахалоджаная вадкасць
* Расплавы
	+ крытычны пункт
	+ тэмпература кіпення

 |
| Газ | Пара |
| Плазма | 
* Электрамагнітная
* Кварк-глюонная
* Глазма

 |
| 

| Гл. таксама |
| --- |
| 
* Звышкрытычная вадкасць
* Выраджанае рэчыва
* Статыстыка Фермі — Дзірака
* Кандэнсат Базэ — Эйнштэйна
* Дзіўная матэрыя
* Ураўненне стану
* Крывая астуджэння
* Квантавая вадкасць
* Тэрмадынамічная фаза
* Фазавы пераход
* Тэорыя катастроф
* Цвёрды гелій
* λ-пункт
* Дысперсныя сістэмы
	+ раствор
	+ калоід
	+ грубадысперсная сістэма
	+ свабоднадысперсная калоідная сістэма
		- дым
		- золі
* Тэрмадынамічныя фазы квантавай вадкасці
	+ звышцякучасць
	+ звышцякучае цвёрдае цела
* Звычайныя і стандартныя ўмовы

 |

 |

|  |  |
| --- | --- |
| ⚙️   Слоўнікі і энцыклапедыі | Вялікая каталанская · Кругасвет · Britannica (онлайн) |
| Нарматыўны кантроль | LCCN: sh96010100 · Microsoft: 118419359 · NDL: 01072700 |