Leçons de niveau 14

États de la matière/État super-critique

Une page de Wikiversité.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche
Début de la boite de navigation du chapitre
État super-critique
Icône de la faculté
Chapitre no 5
Leçon : États de la matière
Chap. préc. :État gazeux
Chap. suiv. :État plasma
fin de la boite de navigation du chapitre
Icon falscher Titel.svg
En raison de limitations techniques, la typographie souhaitable du titre, « États de la matière : État super-critique
États de la matière/État super-critique
 », n'a pu être restituée correctement ci-dessus.

Définition[modifier | modifier le wikicode]

C’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.


Diagramme de phase du dioxyde de carbone
Début d’une formule chimique
CO2
Fin d’une formule chimique

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).


Comparaison des Gaz, des Fluides supercritiques et des Liquides
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[modifier | modifier le wikicode]

Ce 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[modifier | modifier le wikicode]

Réacteur à eau supercritique

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)[modifier | modifier le wikicode]

Le 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[modifier | modifier le wikicode]

La chromatographie en phase supercritique (CPS en français ou SFC en anglais) est une méthode de chromatographie utilisant un fluide supercritique comme phase mobile.