Fluida superkritis adalah zat apa pun yang berada di bawah tekanan dan kondisi suhu yang menjadi lebih tinggi dari titik kritisnya dan yang berperilaku seperti “hibrida antara cairan dan gas”. Untuk mengatakan itu, ia bisa menyebar seperti gas, suatu proses yang dikenal sebagai efusi, dan kemudian dapat melarutkan zat-zat sebagai cairan atau sebagai pelarut.
Fluida superkritis ditandai dengan memiliki berbagai macam kepadatan yang dapat mereka adopsi. Di atas kondisi kritis, perubahan kecil dalam tekanan dan suhu menghasilkan perubahan besar dalam kepadatan. Fluida superkritis terbentuk ketika suatu zat berada di bawah kondisi tekanan dan suhu di atas titik kritisnya.
Pengertian
Fluida superkritis adalah mengacu pada segala jenis zat yang berada di bawah beberapa kondisi tekanan dan suhu tertentu dan yang berhasil menjadi unggul ketika mencapai titik kritisnya, bertindak dengan cara yang mirip dengan hibrida antara cairan dan gas, bertindak sebagai sejenis pelarut cair.
Sejarah fluida superkritis
Itu adalah ilmuwan Irlandia bernama Thomas Andrews yang selama tahun-tahun 1813 hingga 1885, dalam studi yang dia lakukan dengan CO2 di bawah tekanan yang menyebabkan mereka pada derajat suhu yang berbeda, diakui pada tahun 1869, untuk pertama kalinya, keberadaan titik kritis yang merupakan terletak di 31.1 ° C. Dia bisa melihat dalam eksperimennya bahwa pada titik itu batas antara gas dan cairan menghilang. Andrews kemudian menyarankan bahwa ada perbedaan suhu kritis untuk setiap gas yang ada. Pada tahun 1879, Hannay dan Hogart mengukur kelarutan padatan yang berbeda dalam fluida superkritis.
Sifat fluida superkritis
Secara umum dan ilmiah, fluida superkritis memiliki karakteristik dan sifat antara gas dan cairan. Tidak ada antarmuka gas-ke-cair. Pemahaman isotermalnya menjadi positif dan koefisien ekspansi tidak terbatas. Jika kerapatan kritis dijaga konstan dan sama dengan kerapatan, kapasitas panas berubah menjadi volume konstan dan cenderung tak terhingga. Kepadatan di atas titik kritis tergantung terutama pada tekanan dan suhu, tetapi, dalam beberapa kasus, itu tetap lebih dekat dengan komponen cair daripada gas. Kepadatan dapat meningkat ketika tekanan pada suhu konstan juga meningkat, dan suhu pada tekanan konstan berkurang. Viskositasnya jauh lebih rendah daripada cairan, dan ini membuatnya memiliki sifat hidrodinamik yang sangat positif. Ketegangan permukaannya yang rendah juga memungkinkan penetrasi tinggi melalui padatan berpori.
Ekstraksi fluida superkritis
Ekstraksi fluida superkritis memiliki beberapa keunggulan dalam proses ekstraksi, karena dengan dapat berperilaku seperti cairan, ia memfasilitasi pembubaran zat terlarut, sementara perilakunya sebagai gas memungkinkan pemisahan yang mudah dari matriks. Ini mengarahkan kita menuju proses ekstraksi yang lebih cepat, lebih efisien, dan lebih selektif, daripada harus melakukan ekstraksi cair-cair.
Dengan cara yang sama, beberapa “pelarut hijau” seperti CO2 dapat digunakan, sehingga menghindari penggunaan pelarut organik yang biasa untuk ekstraksi cair-cair. Instrumentasi yang diperlukan untuk melakukan ekstraksi fluida superkritis terutama didasarkan pada pompa tekanan tinggi, sel ekstraksi, area di mana dekompresi cairan terjadi, dan sistem pengumpulan analit yang sesuai. Suhu bervariasi antara 30 dan 150 ° C dan ukuran sel ekstraksi dapat sangat bervariasi. Ekstraksi dapat dilakukan secara statis atau dinamis. Dalam bentuk statis, sel ekstraksi mengalami tekanan. Dalam model dinamis, fluida dibiarkan mengalir terus menerus dengan cara ekstraksi sel.
Manfaat fluida superkritis
Manfaat pertama cairan superkritis terjadi di bidang industri pada akhir 1970-an. Area untuk analisis pestisida telah menjadi salah satu area di mana teknik ekstraksi fluida superkritis telah membangkitkan minat terbesar. Sifat luar biasa dari cairan ini telah sepenuhnya dieksploitasi dalam ekstraksi pestisida tertentu di tanah melalui analisis cepat, sederhana dan murah, dengan dampak lingkungan yang minimal dan dengan banyak kemungkinan untuk otomatisasi dan miniaturisasi.
CO2 superkritis
Keuntungan lebih lanjut dari teknik Ekstraksi fluida superkritis terjadi ketika fluida yang digunakan memiliki sifat sebagai gas pada tekanan atmosfer, seperti CO2. Dalam hal karbon dioksida, selain menjadi gas pada tekanan atmosfer, gas ini juga memiliki keunggulan praktis karena lembam, tidak beracun, murah, dan dapat memperoleh tingkat kemurnian yang tinggi. Satu-satunya downside ke cairan lain adalah sifatnya nonpolar, yang mungkin membuatnya tidak cocok untuk mengekstraksi analit prioritas tinggi.