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Punto critico

Che cos'è il punto critico?

Se si riscalda una opportuna quantità di sostanza in un capillare saldato di quarzo ed a pareti assai spesse (tubo di Natterer), giunti ad una determinata temperatura scompare la separazione fra liquido e vapore e all'interno del capillare si ha un'unica fase detta fase critica.

Il punto critico di una sostanza corrisponde pertanto ad una particolare coppia di valori di temperatura e di pressione al di sopra della quale la sostanza non può più esistere come miscela bifase vapore-liquido ma esiste come fluido supercritico.

Per cercare di capire il concetto di punto critico, consideriamo due sostanze: l'acqua e l'anidride carbonica.

Punto critico dell'acqua

Dal diagramma di stato dell'acqua è facile individuare il punto critico dell'acqua.

La linea OB rappresenta la variazione della pressione di vapore dell'acqua con la temperatura; tale tratto di curva definisce i valori di T e di P ai quali esiste un equilibrio del sistema liquido-vapore.

Si nota che tale tratto di curva non si estende indefinitivamente ma si interrompe alla temperatura di 374,1°C e alla pressione di 218,3 atm (punto critico dell'acqua).

Ciò esprime ed evidenzia il fatto che al di sopra di tale temperatura e di tale pressione la fase liquida e la fase vapore dell'acqua diventano indistinguibili.

diagramma di stato dell'acqua

Diagramma di stato dell'acqua

Punto critico dell'anidride carbonica

Nella figura seguente è riportato il diagramma di stato dell'anidride carbonica:

diagramma di stato dell'anidride carbonica

Anche in questo caso la linea di separazione tra la fase liquida e la fase gassosa non si estende indefinitivamente ma si interrompe alla temperatura di 31°C e alla pressione di 72,9 atm (punto critico dell'anidride carbonica).

Ciò esprime ed evidenzia il fatto che al di sopra di tale temperatura e di tale pressione la fase liquida e la fase vapore dell'anidride carbonica diventano indistinguibili.

Punti critici di alcune sostanza

Nella seguente tabella sono riportati i punti critici di alcune sostanze.

punti critici di alcune sostanze

Dati critici relativi ad alcune comuni specie chimiche

Temperatura critica, pressione critica e densità critica d (cioè densità della fase critica) determinano il punto critico. Tali dati prendono il nome di dati critici.

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