そもそも超臨界状態とは何か？

質問

物質の相で超臨界状態とはどのような状態か説明せよとのことで、
超臨界状態を検索したのですが、明確な答えが得られず困ってます。

連鎖反応の量が反応を持続できるほどの規模に達しておらず時間とともに減少する場合、この状態を臨界未満または未臨界と呼ぶ。 一方連鎖反応の量が時間とともに増加していく場合、この状態を臨界超過または超臨界と呼ぶ。

とありましたが、よくわかりません。もっとわかりやすい解説をお願いします。

回答No.5

htms42

＃４です。
参考ＵＲＬについて書いたことに補足します。
図の中の右側の領域にfluid,vaporと書いてあるのはおかしいと書きました。図を読み直してみました。
vaporの領域は確かに臨界圧の下に書いてあるように見えるのですが
単に左から（体積の小さい方から）liquid領域、liquidとvaporの共存領域、vapor領域になっているということをあいまいに書いただけかもしれません。でもfluid,vaporを上下に並べて書いてあるというのはやはり不用意な書き方だと思います。
vaporの領域を書くとしたらvapor-liquid共存領域の右側でＴ＝Ｔｃの曲線よりも下側の部分（Ｔ＜Ｔｃの領域）になります。Ｐ＜Ｐｃの領域ではありません。Ｔ＞ＴｃであればＰ＜Ｐｃであっても液体と気体の区別が出来なくなる領域の続きです。すべてfluidと書く領域になるはずです。

＃３のご解答にＰｃ以上という文章がありましたのでＵＲＬの著者もＴ＞Ｔｃの領域の中にfluidとvaporの境界が存在すると思っているという可能性は捨て切れませんが。

回答No.4

htms42

専門家ではありません。物理化学を昔勉強しただけです。
少し調べてみました。

言葉に混乱があるようです。
理化学辞典（岩波）にも化学辞典（東京化学同人）にも「超臨界状態」という項目はありません。「臨界状態」という項目はあります。「超臨界流体」、「超臨界状態」は「超臨界抽出」、「超臨界クロマトグラフィー」という項目の中に出てきます。

気体と液体の違いの消失する温度が臨界温度Ｔｃです。この温度よりも高ければ圧力を変えても気体・液体の相変化は起こりません。
ｐｖグラフでＴ＝Ｔｃのカープの変曲点が臨界点です。臨界点での圧力が臨界圧です。臨界比体積も決まります。このグラフは理化学辞典にも参考ＵＲＬにも載っています。気体と液体の区別がなくなるのはＴ＞Ｔｃであれば起こります。Ｐ＞Ｐｃである必要はありません。

（１）「超臨界状態」という言葉の「臨界」はこの「臨界点critical　point」のことだということになります。核反応での「臨界criticarity」ではないというところが混乱します。

（２）「超臨界状態」という言葉は物質の状態を表す一般的な物理化学の用語ではないようです。私は今まで漠然と「超臨界状態」とは「Ｔ＞Ｔｃで実現する状態」、「液体と気体の区別がなくなっている状態」と考えていましたが違うようです。超臨界抽出や超臨界クロマトグラフィーの中で出てくるということ、＃３の解答や紹介されているＵＲＬの内容からそのように思います。
参考ＵＲＬではＴ＞Ｔｃの領域の一部にsupercritical regionという囲みがあります。その右側（体積の大きい側）にfluid,vaporという領域も書いてあります。
これから判断すると「超臨界状態」というのは臨界温度を越えて気体と液体の区別のつかなくなった状態という意味ではなくその一部だということになります。その中でのある程度密度の大きい状態です。実用上の要請からの条件でしょう。doc sunday様は臨界温度、臨界圧よりも大きい状態と書かれていますがそれよりもまだ範囲が狭いのです。
気体と液体の区別がつかなくなるという意味で流体fluidという言葉を使うというのであれば参考ＵＲＬの中で臨界圧以上をfluid、以下をvaporとしているのは意味のない区別だということになります。現場で慣用的に使っているのかもしれませんが物理化学的には「？」がつきます。
物理化学を勉強している学生だと混乱するだろうと思います。

回答No.3

noname#160321

１．まず、＃1のお答えにあるように、化学反応や核反応のことと分けてください。
２．さらに＃1、＃2のお答えにある状態の定義は半分だけしか正しくありません。
超臨界になるには、体積一定のもと「温度」と「圧力」が臨界温度、臨界圧力をともに超えている必要があります。
この状態では気体と液体の区別がありません。
この状態では流体自体の反応性が高くまた溶媒としても特異な性質を表します。作りやすいのは二酸化炭素(臨界温度31.1℃、臨界圧7.4Mpa)やメタノール(240℃、7.95MＰa)で水は374℃、22.1MＰaとかなりキツイ条件が必要です。
(独)産業技術総合研究所の研究グループの解説記事を貼っておきます。

参考URL：

http://staff.aist.go.jp/katsuto-otake/05-04-01-What_is.html

回答No.2

NAZ0001

気体に圧力をかけていくと、気体と液体の両方の性質を持った状態になります。これが超臨界。

…Googleったほうが、質問するより早いのでは？。

補足

Googleったのですが、超臨界状態ではなく、超臨界流体と出てきてこれが超臨界流体と一緒なのかどうかわからなかったので・・・・質問させていただきました。
どちらかというと、超臨界流体と超臨界流体って一緒？という質問のほうがよかったのでしょうか？

回答No.1

noname#69788

＞連鎖反応の量が反応を持続できるほどの規模に達しておらず時間とともに減少する場合、この状態を臨界未満または未臨界と呼ぶ。 一方連鎖反応の量が時間とともに増加していく場合、この状態を臨界超過または超臨界と呼ぶ。
これは、核反応や化学反応の話で物質の相とは関係がありません。
超臨界状態とは、気体と液体の中間的なものです。詳しくは、物理化学の本で調べてください。