工学
问答题简述超临界流体及其独特的性质。
题目
问答题
简述超临界流体及其独特的性质。
参考答案和解析
正确答案：
超临界流体（Super critical Fluids，SCF）是指温度和压力处于临界温度及临界压力以上的流体，其物理和化学性质介于液体和气体之间。
超临界流体具有许多特性，主要表现在以下方面：
（1）密度与液体相近，比一般气体大2个数量级，且临界点附近温度和压力发生微小的变化时，其密度就会发生显著变化。密度增大，溶质的溶解度就增大，有利于溶质的相转移。
（2）介电常数随压力增大而增大，有利于溶解一些低挥发性物质，相应溶质的溶解度可提高5-10个数量级。
（3）粘度比液体小1个数量级，近似于普通气体；扩散系数比液体大2个数量级，因而有较好的流动性、渗透性和传递性能。
超临界流体具有许多特性，主要表现在以下方面：
（1）密度与液体相近，比一般气体大2个数量级，且临界点附近温度和压力发生微小的变化时，其密度就会发生显著变化。密度增大，溶质的溶解度就增大，有利于溶质的相转移。
（2）介电常数随压力增大而增大，有利于溶解一些低挥发性物质，相应溶质的溶解度可提高5-10个数量级。
（3）粘度比液体小1个数量级，近似于普通气体；扩散系数比液体大2个数量级，因而有较好的流动性、渗透性和传递性能。
解析：
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相似问题和答案
第1题：
超临界流体的性质应与它的气体性质相似。()
此题为判断题(对，错)。
参考答案：错误
第2题：
简述超临界流体萃取的原理及其特点？
正确答案: 超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。其特点是安全、无毒、产品分离简单，但设备投资较大。
第3题：
超临界流体萃取是利用超临界流体的特殊性质，对药材中的有效成分进行分离的方法。( )
此题为判断题(对，错)。
正确答案：×
第4题：
何谓超临界流体萃取，并简述其分离原理？
正确答案: 超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。其特点是安全、无毒、产品分离简单，但设备投资较大。
第5题：
何谓SFE？超临界流体具有怎样的性质？
正确答案:在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，通过控制不同的温度，压力以及不同种类及含量的夹带剂，使超临界流体有选择性的把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。这种萃取方法称为超临界流体萃取法（SFE.。
性质：（1）不残留有机溶剂、萃取速度快、收率高、工艺流程简单、操作方便
（2）无传统溶剂法提取的易燃易爆的危险；减少环境污染，无公害；产品是纯天然的
（3）萃取温度低，适用于对热不稳定物质的提取；
（4）萃取介质的特异性容易改变，在一定温度下只需改变其压力
（5）还可加入夹带剂，改变萃取介质的极性来提取极性物质
（6）适于对极性较大和分子量较大物质的萃取
（7）萃取介质可循环利用，成本低
（8）可与其他色谱技术联用及IR、MS联用，可高效快速地分析中药及其制剂中的有效成分
第6题：
什么是超临界流体，其性质与常态流体有哪些区别？
正确答案: 超临界流体SCF是指在临界温度和临界压力以上的流体，高于临界温度和临界压力而接近临界点状态，称为超临界状态，处于超临界状态时，气液两相性质非常接近，以至于无法分辨故称SCF.
超临界流体的密度，粘度，溶解度，热容量，介电常数等所有流体的物性发生急剧的变化。兼有液体和气体的双重特性，扩散系数大，粘度小，渗透性好。
第7题：
简述超临界流体的特征及其萃取分离技术的原理。
正确答案:超临界流体的性质介于液体和气体之间，兼具有液体和气体特点：具有类似气体的黏度和扩散系数，粘度非常小，扩散系数大，同时具有接近液体的密度和溶解能力超临界流体萃取原理：处于超临界状态的流体，稍微改变温度或压力，就可显著改变超临界流体的密度和介电常数，就可以选择性地萃取不同极性的物质，因此通过选择合适的操作条件（温度和压力）就可以萃取出目标产物。萃取完成后，携带着萃取物的超临界流体进入分离装置，通过改变温度或者压力：降低压力或升高温度，或者同时降低压力、升高温度使萃取剂从超临界状态转变成气态，萃取物就从萃取剂中分离出来，实现萃取剂与溶质的分离。
第8题：
超临界流体的性质应与它的液体性质接近。()
此题为判断题(对，错)。
参考答案：错误
第9题：
试述天然染料常规制备方法及其近代发展，并简述超临界流体萃取技术提取天然染料的原理。
正确答案:（1）天然染料的化学结构不同，提取方法也有所不同。天然染料中的植物染料，天然色素最常用的提取方法为溶剂提取法，就是根据原料中被提取成分的极性，共存杂质的理化特性，遵循相似相溶的原则，使有效成分从原料固体表面或组织内部向溶剂中转移的传质过程。溶剂提取方法包括浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法。以水为溶剂提取天然色素可考虑使用浸渍法和煎煮法，其中煎煮法适用于有效成分能溶于水，对湿、热均稳定且不易挥发的原料。以有机溶剂提取，可采用回流提取法。溶剂提取法是传统提取方法，具有处理时间长、操作步骤多、误差较大、污染环境的缺点。
（2）近年来，发展较快的提取技术有：超临界流体萃取技术、超声波提取技术、微波提取技术、酶法提取、空气爆破法。
（3）超临界流体萃取技术提取天然染料的原理：超临界流体（简写SCF）是处于临界温度和临界压力以上的非凝缩性的高密度流体。超临界流体没有明显的气液分界面，性质介于气体和液体之间，具有优异的溶剂性质，粘度低，密度大，有较好的流动、传质、传热和溶解性能。并且随流体压力和温度的改变发生十分明显的变化，而溶质在超临界流体中的溶解度随超临界流体密度的增大而增大。超临界流体萃取正是利用这种性质，在较高压力下，将溶质溶解于流体中，然后降低流体溶液的压力或升高流体溶液的温度，使溶解于超临界流体中的溶质因其密度下降溶解度降低而析出。
第10题：
简述超临界流体萃取的基本过程。
正确答案: （1）依靠压力变化的萃取分离法，在一定温度下，使超临界流体和溶质减压，经膨胀后分离，溶质由分离器下部取出，气体经压缩机返回萃取器循环使用；
（2）依靠温度变化的萃取分离法，经加热、升温使气体和溶质分离，从分离器下部取出萃取物，气体经冷却、压缩后返回萃取器循环使用；
（3）用吸附剂进行的萃取分离方法，在分离器中，经萃取出的溶质被吸附剂吸附，气体经压缩后返回萃取器循环使用。