En química, ¿qué es un punto crítico?

Punto crítico es un término utilizado en termodinámica para describir una condición de presión y temperatura más allá de la cual las distinciones entre fases, particularmente entre gas y líquido, dejan de existir. Más allá de tal punto, una sustancia no es completamente líquida ni completamente gaseosa; muestra propiedades tanto de la fase líquida como de la fase gaseosa y se conoce como fluido supercrítico. También existe un punto crítico líquido-líquido. Tal punto denota condiciones de temperatura, presión y composición más allá de las cuales una mezcla se separará en dos o más fases líquidas diferentes.

El punto crítico de una sustancia específica a menudo se ve en un diagrama de fase, un gráfico que muestra el comportamiento de la sustancia a diferentes condiciones de temperatura y presión. Tal gráfico muestra, por ejemplo, una curva que representa el equilibrio entre las fases líquida y gaseosa. En un lado de la línea, a mayor temperatura y menor presión, la sustancia está en la fase gaseosa. En el otro lado de la línea, a menor temperatura y mayor presión, la sustancia está en fase líquida. A una temperatura y presión suficientemente altas, esta línea termina en un único punto más allá del cual desaparece la distinción de fase líquido-gas: el punto crítico.

Los fluidos supercríticos, que existen más allá del punto crítico de una sustancia, tienen muchas propiedades diferentes que recuerdan las propiedades tanto de líquidos como de gases. Al igual que los líquidos, los fluidos supercríticos pueden servir como solventes; Pueden disolver otras sustancias. Como los gases, sin embargo, no tienen tensión superficial.

Los fluidos supercríticos que existen más allá del punto crítico son de naturaleza relativamente rara, pero existen. Los volcanes de aguas profundas, por ejemplo, existen en las profundidades del océano y liberan sustancias extremadamente calientes en las condiciones de alta presión en el fondo del océano. Esto calienta el agua alrededor del volcán, empujándolo más allá de su punto crítico y convirtiéndolo en un fluido supercrítico. Algunos planetas, particularmente los gigantes gaseosos, contienen sustancias en condiciones de temperatura y presión muy altas en sus núcleos. Las condiciones de alta temperatura y presión están mucho más allá del punto crítico para las sustancias involucradas, por lo que existen como fluidos supercríticos.

Hay muchas aplicaciones diferentes de fluidos supercríticos en la ciencia, la industria y otros campos. Sus propiedades de solubilidad los hacen útiles a los químicos para disolver ciertas sustancias. También se pueden utilizar en la producción de combustibles biodiesel. El metanol supercrítico, por ejemplo, se somete a una serie de reacciones que dan como resultado una cantidad de combustible utilizable.