En términos generales, ¿cómo difieren las propiedades termodinámicas químicas de los fluidos supercríticos de las del gas y líquido original?

El Sr. Klaus ha escrito una excelente respuesta a esto. Solo me gustaría agregar un detalle o dos.

Desde el punto de vista de algunas de las propiedades termodinámicas, la respuesta a su pregunta depende de “dónde estamos” en relación con el punto crítico.

Lo que sigue es una explicación algo matemáticamente orientada. Estoy un poco forzado a esto porque nuestra comprensión (tal como es) del comportamiento fluido en esta región es, en gran medida, matemáticamente derivada (en lugar de estar anclada únicamente en datos experimentales).

Se entiende que el “punto crítico” (llamado así porque hay una presión y temperatura únicas asociadas con él para cualquier fluido dado) es esencialmente un punto de discontinuidad en la superficie termodinámica que representa las propiedades del fluido. En particular, el punto crítico se define como el punto donde la primera y segunda derivadas parciales de presión con respecto a la densidad son iguales a cero, y la segunda derivada parcial de presión con respecto a la temperatura va al infinito.

La situación anterior tiene varias consecuencias físicas. Son los siguientes: las capacidades de calor específicas son infinitas, la conductividad térmica es infinita y la velocidad del sonido es idénticamente igual a cero.

Cuanto más nos acercamos al punto crítico, más nos acercamos a la situación anterior. Obviamente, esto ni siquiera se acerca al caso del gas y / o líquido original. Además, la velocidad a la que las propiedades se ‘enderezan’ después de pasar el punto crítico (por encima de la temperatura crítica, por ejemplo) es única para cada fluido.

También me gustaría mencionar que si observamos cualquiera de varios conjuntos de datos sobre las propiedades de los fluidos que se han recopilado a lo largo de los años, los datos experimentales tienden a variar mucho de un experimentador a otro a medida que nos acercamos al punto crítico. Motivo: es muy difícil controlar las condiciones experimentales lo suficientemente cerca como para garantizar que dos experimentos diferentes muestren datos termodinámicos en el mismo estado termodinámico. Por esta razón, las ‘barras de error’ en los datos experimentales para cualquier conjunto de datos dado generalmente se desconocen.

Espero que encuentre lo anterior útil.

A medida que los líquidos y gases se acercan a su temperatura y presión críticas, sus propiedades tienden a ser similares, hasta que en el punto crítico son idénticas. A temperaturas y presiones aún más altas, se encuentran en su región supercrítica y sus propiedades son similares, en algunos aspectos a los líquidos, por ejemplo, pueden disolver otras sustancias, y en algunos aspectos a los gases, por ejemplo, pueden difundirse a través de ciertos metales. Podríamos decir que son una especie de mezcla entre líquidos y gases.