1 Extraction of Maleic Acid and Phthalic Acid by scCO2 Saturated with Trioctylamine Hassan S. Ghaziaskar and Ahmad Rahmanian Chemistry Department Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran Barcelona, Spain, May 4 – 7, 2008 2 Outline History Reactive Exn Experimental Section Separation and Determination of Extracted Samples Parameters Affecting the Exn Conclusion 3 Publications in the Field of SCF in Iran 1990-2008 Supercritical fluid Supercritical carbon dioxide Supercritical carbon dioxide AND Extraction Supercritical carbon dioxide AND reaction ISI web of Scopus knowledge 88 96 116 78 59 34 8 4 4 Reactive Exns • When the extracting solvents are apolar, their ability to extract the polar compounds such as organic acids, amino acids, and phenols is low. • About 30 years ago extraction with the help of a chemical reaction or strong physical interaction between the extracting solvent and the sample was used to solve the problem in LLE. • In this method usually a small amount of a reactant is added to the extracting solvent to: 1) Increase solvent polarity 2) Have specific interactions with analyte 3) Increase the extraction selectivity 5 Applications of Reactive Extractions in LLE Systems 1) Separation and purification of heavy metal ions such as platinum, Ga (e.g. selective extraction of Ga from coal), etc using organic ligands or strong Lewis bases Amberlite, LA-2 LIX 54-N 2) Extraction of organic compounds from aqueous solutions have also been extensively studied: a) Separation of amino acids using bis(2-ethylhexyl) phosphoric acids b) Separation of Penicillin using Amberlite LA-2 6 Mechanisms of Reactive Extraction of Organic Acids Using Amines Four major mechanisms for extraction of organic acids with amines has been proposed: 1- Ion exchange mechanism; in an aquous solution of an organic acid or its salt and extractant including an amine R4N+ X-org + HAaq R4N+ A-org + HXaq RnNH(3 - n)org + H+aq RnNH(4 - n)org+ 2- Ion-pair formation; when the basic power of the extracting amine is equal or higher than the anion to be extracted. RnNH+ (4 - n) org + A-aq RnNH+ (4 - n) org … A-org RnNH+4-n X-org + HAaq RnNH+4-n A-org + HXaq 3- Hydrogen bonding formation 4- Solvation mechanism 7 Reactive Extraction of Carboxylic Acids in a LLE system Organic extractants already used are divided into 3 major categories: 1- Hydrocarbons and oxygen containing extractants. 2- Solvents containing oxygen and phosphorous. 3- High molecular weight aliphatic amines a) higher efficiency b) cheaper than organophosphorous solvents c) reversible reaction with carboxylic acids d) high selectivity Use of amines in the reactive extraction is limited to tertiary amines with long alkyl chain • primary amines are water soluble • secondary amines are changed into imines when distilled or their pH is changed dramatically for separation of amine from acid 8 Experimental Section 9 Schematic diagram of SFE system CO2 1st Time Reactive Exn of Carboxylic Acids Using SCF Saturated from TOA 10 Microsampling Method Used BPR Pump Pump BPR Solvent a b 11 GC was used for quantitation of the extracted MA & PA 1. MA decomposes at 135 oC at the GC injection port 2. TOA-acid ion-pair Boiling point is higher than the injection port temperature 3. Direct determination of dicarboxylic acids needs very high polar columns. Normal columns leads to broadened and asymmetrical peaks which is not good for quantitative works. Therefore, the acids should be changed to compounds that could be easily separated 12 Determination of Extracted Samples via Derivatization Methanolic BH3 Benzyl bromide Acetic anhydride TFAA & butanol 13 Butanoic Acid (Z)/Maleic Acid Dibutyl Ester ROH = Butanol 14 O O O O 15 Phthalic Acid Dibutyl Ester ROH = Butanol O O O OH + OH 2 (CF3CO)2O O CF3 O CF3 O O CF3 O O + OR 2 ROH OR CF3 O + 2 CF3COOH O O O O O + 2 CF3COOH O 16 O O O O 17 Carrier gas = N2 OV-1, 15 m capillary column Injection port temp. = 240 oC FID temp. = 250 oC Temp. program; 1min at 70 oC with the rate of 10 oC/min to 250 oC for 5 min 18 Derivatization In 70 μL glass capillary tubes. Three parameters affect the derivatization: 1) The amount of derivatizing agent/g of sample 2) Derivatization temperature 3) Derivatization time These stages were optimized using the GC peak area of the reaction products to the IS (dibenzyl ether) 19 Effect of the Derivatization Reagent (TFAA) Volume (µL) on the Peak Area of Derivatized Maleic Acid (■), and Phthalic Acid (▲), at 463 K and 20 min Reaction Time 1.2 Peak Area of Acid / Is 1 0.8 0.6 0.4 0.2 Maleic acid Phthalic acid 0 0 1 2 3 4 V TFAA (µL) 5 6 7 20 Effect of the Derivatization Reaction Temperature on the Peak Area of Derivatized Maleic Acid (■), and Phthalic Acid (▲), at 423 K. 1.4 1.2 Peak Area of Acid / Is 1 0.8 0.6 0.4 Maleic acid Phthalic acid 0.2 0 0 50 100 150 200 250 Temperature (oC ) 21 Effect of Derivatization Reaction Time on the Peak Area of Derivatized Maleic Acid (■), and Phthalic Acid (▲) at 190 oC 1.4 Peak Area of Acid / Is 1.2 1 0.8 0.6 Maleic acid 0.4 Phthalic acid 0.2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Time (min) 22 The effect of TOA on the Maleic Acid Derivatization 2 Peak area maleic acid / Is 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 g TOA per 5mL solute 23 The effect of TOA on the Phthalic Acid Derivatization 2 Peak area phthalic acid / Is 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 g TOA per m 5 L solute 24 1 Phthalic Acid Calibration Curve 0.8 0.6 y = 0.0002x - 0.0123 2 R = 0.9957 0.4 0.2 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 -1 Concentration (mg.L ) Maleic Acid Calibration Curve Peak Area of Maleic acid/IS Peak Area of Phthalic acid/IS 1.2 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 y = 0.0002x - 0.0077 R2 = 0.9985 0 1000 2000 3000 4000 Concentration (mg.L-1) 5000 6000 25 Parameters Affecting the Exn of Maleic and Phthalic Acid 26 The Effect of Dispersing Agent • Crushed Glass Increases the repeatability and Exn Yield • Increases the Contact Surface of the Solvent and Sample • Reduces Channeling 83 82 81 yield% 80 79 78 77 76 75 0 10 20 30 40 Glass beads% 50 60 70 Crushed Glass/Sample = 70 %; Mesh 40-60, and MA/PA = 1 27 The Effect of Static Time • The sample is kept in contact with the solvent • The higher the static time the higher the interaction between scCO2 and the sample and the higher the exn efficiency Static time of 30 min was chosen 28 Table 1 Amount of maleic acid and phthalic acid extracted in mole fraction (y), in g acid per L of scCO2 (S) at temperatures of 308 and 318 K and pressure range of (100-350) bar. Maleic acid Phthalic acid Temperature (oC) Pressure (bar) 105 × y 10 × S (g/L) 105 × y 10 × S (g/L) 35 100 7.00 ± 0.59 1.32 ± 0.11 4.14 ± 0.31 1.10 ± 0.08 150 9.35 ± 0.65 2.01 ±0.14 3.85 ± 0.29 1.17 ± 0.09 200 12.18 ± 0.39 2.78 ± 0.09 12.45 ± 0.68 4.02 ± 0.22 250 94.46 ± 3.95 22.46 ± 0.98 12.95 ± 0.80 4.35 ± 0.27 300 91.17 ± 2.37 22.48 ± 0.59 12.73 ± 0.61 4.41 ± 0.21 350 90.05 ± 2.79 22.61 ± 0.70 12.31 ± 0.48 4.37 ± 0.17 100 10.98 ± 0.69 1.44 ± 0.09 4.03 ± 0.32 1.12 ± 0.06 150 11.65 ± 0.61 2.28 ± 0.12 4.27 ± 0.25 1.18 ± 0.07 200 20.06 ± 1.54 4.30 ± 0.33 13.63 ± 0.86 4.13 ± 0.26 250 110.26 ± 5.58 24.94 ± 1.26 14.27 ± 1.01 4.56 ± 0.32 300 118.94 ± 5.11 27.94 ± 1.20 14.20 ± 0.72 4.71 ± 0.24 350 120.51 ± 5.79 29.17 ± 1.40 14.13 ± 0.82 4.83 ± 0.28 45 29 Table 2 Amount of maleic acid and phthalic acid extracted in mole fraction (y), in g acid per L of scCO2 (S) at temperatures of 55 oC and pressure range of (100-350) bar. Temperature (oC) Pressure (bar) 55 Maleic acid Phthalic acid 105 × y 10 × S (g/L) 105 × y 10 × S (g/L) 100 17.39 ± 0.70 1.49 ± 0.06 4.52 ± 0.72 1.12 ± 0.09 150 13.51 ± 0.52 1.61 ± 0.09 4.93 ± 0.33 1.20 ± 0.80 200 31.89 ± 1.45 6.35 ± 0.29 14.79 ± 0.82 4.19 ± 0.23 250 133.95 ± 6.82 28.68 ± 1.23 15.35 ± 0.99 4.64 ± 0.30 300 131.91 ± 3.83 29.60 ± 1.53 15.49 ± 0.92 4.91 ± 0.29 350 139.43 ± 3.19 32.43 ± 0.79 15.07 ± 0.55 4.95 ± 0.18 30 Effect of Pressure on the Exn of Maleic Acid in the Pressure Range of (100-350) bar and Temperatures (oC) of 35 (▲), 45 (■), 55 (●) 3500 -1 Maleic acid (mg.L ) 3000 2500 2000 1500 55 45 35 1000 o C C o C o 500 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Pressure (bar) 31 Effect of Pressure on the Exn of Phthalic Acid in the Pressure Range of (100-350) bar and Temperatures (oC) of 35 (▲), 45 (■), 55 (●) 550 -1 Phthalic acid (mg.L ) 450 phthalic acid 350 o 55 C 45 oC o 250 35 C 150 50 50 100 150 200 250 300 350 400 Pressure (bar) 32 Effect of Temperature on the Exn of Maleic Acid in the Pressure Range of (100-350) bar 3500 3000 Maleic acid (mg.L-1) 2500 350 bar 300 bar 2000 250 bar 200 bar 1500 150 bar 100 bar 1000 500 0 30 40 50 60 o Temperatuer ( C) 1.5 times increase in exn of maleic acid 33 Effect of Temperature on the Exn of Phthalic Acid in the Pressure Range of (100-350) bar 600 Phthalic acid (mg.L-1) 500 400 350 bar 300 bar 300 250 bar 200 bar 150 bar 200 100 bar 100 0 30 40 Temperature (oC) 50 60 0.8 times increase in exn of phthalic acid 34 The Effect of scCO2 Density on the Exn 3.5 3 Maleic Acid 2 o 55 C 1.5 45 oC 1 o 35 C 0.5 0 300 400 500 600 700 800 900 1000 Density CO2 (g/L) 0.6 0.5 0.4 Phthalic Acid S (g/L) S (g/L) 2.5 o 55 C 0.3 45 oC 0.2 o 35 C 0.1 0 300 400 500 600 700 Density CO2 (g/L) 800 900 1000 35 Exn of Maleic Acid with TOA in Comparison with its Solubility in Neat scCO2 2.75 2.5 Solubility in pure SC-CO2 Extraction with TOA 2.25 2 1.75 1.5 S (g/L) 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0 100 150 200 250 300 Pressure (bar) 36 Exn of Phthalic Acid with TOA in Comparison with its Solubility in Neat scCO2 0.5 0.45 Solubility in pure SC-CO2 Extraction with TOA 0.4 0.35 0.3 S (g/L) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 100 150 200 250 300 Pressure (bar) 37 Selectivity of scCO2-TOA System for the Extraction of MA & PA Selectivity = MA / PA solubility y1 a= y2 38 Variation of the Selectivity with Pressure at Different Temperatures 10.0 9.0 8.0 Selectivity (α) 7.0 6.0 5.0 o 55 C 4.0 o 45 C 3.0 o 35 C 2.0 1.0 0.0 50 100 150 200 250 Pressure (bar) 300 350 400 • High selectivity of 9 in high pressures • High acidity of maleic acid led to a stronger interaction with TOA 39 Conclusions 1. MA & PA was extracted using scCO2-TOA 2. Max. extracted acids at 55 oC and 350 bar were 3.2 and 0.5 g/L for MA and PA, respectively. 3. At 300 bar and 45 oC, 41 times increase in solubility of MA in scCO2-TOA compared to neat scCO2 was observed. For PA this was 7 times . 4. At 300 bar and 45 oC, the selectivity for MA/PA was 9. 40 Acknowledgment Isfahan University of Technology Colleagues: • Mohammad Yalpani • Yukata Ikushima • Lourdes Calvo PhD Students: • Ali Daneshfar • Marzieh Rezayat • Mohammad Kaboudvand • Ali Sheibani • Habib Eskandari • G. Bagherian MSc Students: • Mohammad Nikravesh • Ahmad Rahmanian • Farkhonde Daneshvar • Masoumeh Amirabadi • Somayeh Kouchaki 41 Thank you for your attention 42 O مالئيک اسيد OH OH O صورت بلورهاي سفيد يا به صورت پودر سفيد رنگ ،با بوي تحريک کننده سيستم تنفس ي هستند و از خانواده اسيدهاي ديکربوکسيليک آليفاتيک غير اشباع ميباشد ً مالئيک اسيد در آب کامال حل ميشود (حد ود 79gدر 100 gآب) ً نسبتا حل مي شود در اتانول ،استون ،متانول ،پروپانول ،اسيد استيک يخسان، کمي در دياتيل اتر و در کلروفرم حل ميشود در بنزن و تتراکلريدکربن غير قابل حل مي باشد 43 رزينها مواد شيميايي کشاورزي پوشش سطوح در چسبها و بتونهها نرم کننده رنگرزي و پرداخت پشم خواص فيزيکي و شيميايي مالئيک اسيد. نقطه ذوب ( 130-131oCکريستاله شده از اتانول و بنز ن) وزن مولكولي 116.07 g/mol نقطه جوش ( 138oCدر همين دما هم تخريب ميشود) pHبراي محلول 1/0موالر ( 1.47محاسباتي) 44 pKa1 ( 1.94در )25oC pKa2 فشار بخار ( 6.23در )25oC کمتر از )0.076 mmHg( 0.01 kPaدر 20oC دانسيته ( 1.59 g/cm-3در )20oC O فتاليک اسيد OH OH O از خانواده ديکربوکسيليک اسيدهاي آروماتيک ميباشد که به صورت بلورهاي سفيد يا به صورت پودر سفيد رنگ ميباشد فتاليک اسيد در آب کمي حل ميشود (حد ود 700 mgدر 100 gآب) در اتانول ،متانول و کمي در دياتيل اتر حل ميشود کلروفرم حل نميشود . در سنتز عطرهاي سنتزي فنل فتالئين رنگها ،داروها فتااليميد آنترانيليک اسيد 45 خواص فيزيکي و شيميايي فتاليک اسيد 46 نقطه ذوب ( 210-211تخريب ميشود) وزن مولکولي 166.16 g/mol فشار بحراني (3950 )KPa دماي بحراني 527oC pHبراي محلول اشباع ( 7/0%در آب) ( 1.47محاسباتي) pKa1 ( 2.95در )25oC pKa2 فشار بخار ( 5.41در )25oC )5.86 mmHg( 0.78 kPaدر 191oC دانسيته ( 1.59 g/cm-3در )15oC The structure of amine-dicarboxylic acid complex )1 ، 1( , )2 ، 1(Triethylamine-Acetic acid complex (1,3) Tridecyl amine-acetic acid 47 در سال 1990تامادا و کينگ مطالعات اسپکتروسکوپي مفصلي بر روي کمپلکس آمين-اسيد دسته اي از ديکربوکسيليک اسيدها از جمله فوماريک ،مالئيک و سوکسينيک اسيد انجام دادند 48 استفاده از اصالحگرهاي واکنش ي براي بهبود استخراج در سيال فوق بحراني مشکل اساس ي دي اکسيد کربن فوق بحراني ،محدوديت حالليت مواد قطبي در آن ،حتي در دانسيته هاي باالي دي اکسيد کربن فوق بحراني مي باشد -1با ا فزودن اصالحگر به دي اکسيد کربن فوق بحراني ،قطبيت سيال افزايش مي يابد و با افزايش قطبيت سيال ،برهمکنشهاي ويژه بين سيال و حل شونده نيز افزايش مييابد. -2افزودن اصالحگر به سيال فوق بحراني ،دانسيته سيال را افزايش ميدهد. -3افزايش اصالحگر باعث غير فعال شدن مکانهاي فعال روي توده ماده ميشود. کمک حاللهاي غير قطبي براي اولين بار به عنوان اصالحگر استفاده شدند اثري بر روي گزينش پذيري نمي گذارد استفاده از کمک حاللهاي قطبي نتايج بهتري در بر داشت و حالليت حل شونده ها را به ميزان بيشتري افزايش ميدادگزينش پذيري نيز در آنها بهتر مي باشد 49 هيل و همکارانش در سال 1994از استخراج با سيال فوق بحراني در حضور اصالحگر متانول و اصالحگر واکنش دهنده Nو -Oبيس تري متيل سيليل تري فلئورواستاميد ) (BSTFAبراي استخراج آروماتيکهاي چند حلقه اي ،فنولهاي هالوژن دار ،ترکيبات آروماتيک هالوژن دار و دي اکسين از خاکستر زبالههاي سوخته شده شهري در کورههاي مخصوص زباله سوزي ،استفاده کردند در اين پروژه از تري اکتيل آمين به عنوان کمک حالل واکنش ي در فاز فوق بحراني استفاده شد 50 وزن ملکولي 68/353گرم بر ليتر دانسيته 810گرم بر ليتر رنگ بي رنگ نقطه ذوب -39درجه سانتيگراد نقطه جوش 357درجه سانتيگراد حالليت در آب 4/0گرم بر ليتر ضريب شکست (در 589نانومتر) 4485/1 نوع سيال چ ووون قيم ووت پ ووايين ،آتش ووگير نب ووودن ،س وومي نب ووودن و در دس ووتر ب ووودن ب ووا خل وووص ب وواال ،س وواز ار ب و ودن ب ووا محيط زيست و پايين بودن شرايط فوق بحراني نسبت به ساير حاللها سيال فوق بحراني 51 دماي بحراني()oC فشار بحراني()bar دانسيته بحراني()g/mL دي اکسيد کربن ()CO2 1/31 8/73 466/0 آب ()H2O زنون ()Xe 0/374 6/220 322/0 6/16 3/58 099/1 آر ون ()Ar -5/122 6/48 531/0 نايترو اکسيد ()N2O 4/36 5/52 453/0 وگرد هگزا فلوريد ()SF6 5/45 3/37 737/0 هيدروژن يديد ()HI هيدروژن برمايد ()HBr 7/150 0/83 - 0/90 5/85 - آمونياک ()NH3 هيدروژن کلرايد ()HCl 4/132 2/113 235/0 1/51 6/82 420/0 کريپتون ()Kr -8/63 9/54 912/0 بوتانوئيك اسيد ) (Eدي بوتيل استر (فوماريك اسيد دي بوتيل استر ): 52 مدلهاي مختلف ارائه شده براي استخراج با سيالهاي فوق بحراني مدل سه مرحله اي -1حل شدن ونه در سيال فوق بحراني (اين مرحله به قدرت حلكنند ي سيال بستگي دارد) -2انتقال سريع اين ونه از بخشهاي دروني بافت نمونه به سطح (اين مرحلوه بوه ضوريب نفووذ ونه در سيال و شكل هندس ي و ابعاد ذرات نمونه بستگي دارد) -3آزاد شدن ونه از سطح نمونه به داخل توده سيال فوق بحراني )Solvent (SF Solute 53 مدلهاي مختلف ارائه شده براي استخراج با سيالهاي فوق بحراني مدل دو مرحلهاي مرحله اول :ابتدا ونه از داخل يا از روي مكانهاي فعال نمونه به طرف بخشهاي دروني سيال فوق بحراني حركت ميكند مرحله دوم :ونه جدا شده در مرحله اول بايستي از سل استخراج ،شسته شود و خارج شود )Solvent (SF Solute 54 تاريخچه بارون چارلزدر سال 1822حالت بحراني مواد را كشف كرد. در سال هاي 1879-1880مطالعات منظم و هاني و هو ارت اولين كساني بودند كه در سيال فوق بحراني را شروع كردند. سيستماتيكي را درباره حالليت ق بحراني در اتيلن فو در سال ،1896ويالرد توانست يد ،آلكانها ،اسيد استئاريك و كافو ر را حل كند. اولين كارهاي پژوهش ي و كاربردي جهت استخراج و خالصسازي مواد با دياكسيدكربن فوق بحرانی ،در قرن بيستم شروع شد. در موسسه ماكس پالنك ،بخش تحقيقات زغال در اوايل 1960دانشمندي به نام زوسل سنگ ،از دياكسيدكربن فوق بحراني براي استخراج مواد طبيعي استفاده كرد. در صنايع غذايي ،استخراج كافئين از دانههاي اولين كاربرد سيال دي اكسيدكربن فوق بحراني در مقيا صنعتي تكميل شد. سبز قهوه بود كه طي سالهاي 1975-1985 55 سيال فوق بحراني باالتر از دما و فشا ر بحراني در حالت سيال فوق بحراني يک اصطالح براي ونه هايي است که در فشارهاي با ال ميباشد .تحت اين شرايط با افزايش فشار ،سيال به مايع متراکم نميشود و به دانسيتههاي نزديک به دانسيته مايعات ميتوان دست يافت. فشار به مايع تبديل شود. باالتر از آن نميتواند با افزايش دماي بحراني دمايي است که يک از فشار بحراني فشاري است که يک مايع باالتر از آن نميتواند با افزايش دما به از تبديل شود. 56 ويژگيهاي سيال فوق بحراني 57 نتايج حاصل از جستجوي عبارت سيال فوق بحراني در منابع صنايع غذايي و کشاورزي 32% استخراج سموم 4% استخراج يونهاي فلزي 5% آلودگي هاي زيست محيطي 7% صنايع دارويي 9% کروماتوگرافي 58 صنايع پتروشيمي تجزيه اي 24% 19% قابليت کنترل حالليت سيال سوويالهاي فوووق بحرانووي خووواص حوود واسووط بووين مووايع و وواز دارنوود ،بووه طوريکووه ايوون خووواص بووا دمووا و فشار قابل کنترل است. مهمترين مزاياي سيال فوق بحراني ،کنترل قدرت حالليت با تغيير دو فاکتور دما و فشار است. دانسيته سيال فوق بحراني از 100تا 1000برابر بيشتر از دانسيته از در دماي عوادي خواهود بوود و بنابراين برهمکنشهاي مولکولي افزايش يافته و قدرت سيال افزايش مي يابد. در فشارهاي بواالتر (در يوک دمواي مصو ص) افزايشو ي در دانسويته و قودرت حالليوت بوه وجوود مويآيود، در حالي که افزايش دما در فشار ثابت منجر به کاهش دانسيته و در نتيجه قدرت حالليت ميشود . 59 سرعت انتقال جرم باال سوورعت نفوووذ سوويال فوووق بحرانووي کووه 10برابوور بيشووتر از مايعووات اسووت اسووتخراجهاي سووريعتري را نسبت به حاللهاي مايع امکان پذير مي کند. نفوذ پذيري دي اکسيد کربن فوق بحراني بين 10-3تا 10-4سانتيمتر مربع بر ثانيه قابل تغيير است. مايعات ،نفوذ پذيري کمتر از 10-5سانتيمتر مربع بر ثانيه دارند. سوورعت انتقووال جوورم بووا ال خاصوويت قابوول توجووه و مهمووي بوووده بووه طوووري کووه سوورعت اسووتخراج بووه وسويله اين سرعت محدود مي گردد يعني سرعتي که ملکولهاي ونه به کمک نفووذ از بافوت نمونوه بوه داخول سيال منتقل ميشود. 60 ويسکوزيته کم ً نوعا 1/0 سيالهاي فوق بحراني ،ويسکوزيته کمتر از مايعات دارند مايعات اين خاصيت اجازه ميدهد تا سيال فوق بحراني در بافتهاي با نفوذ پذيري کم راحت تر از حاللهاي مايع نفوذ کند. ضريب نفوذ دوتايي حل شونده-سيال در محيط فوق بحراني بزرگتر از سيستمهاي مايع-مايع عمل استخراج از بافتهاي نمونه راحت تر انجام ميشود. سهولت جدا شدن حالل از ونه استخراج شده سويالهايي نظيوور CO2و N2Oدر دمووا و فشوار اتوواق بووه صووورت وواز بووده و بووه سوواد ي ميتوووان بووا برداشووتن فشووار از روي نمونووه ،سوويال را از ونووه اسووتخراج شووده جوودا نمووود و نيوواز بووه مراحوول اض وافي جهت جداسازي حالل از آنها نميباشد. 61 اثر عوامل مختلف بر استخراج و حالليت مواد در سيال فوق بحراني اثر فشار افزايش فشار افزايش قدرت حالليت سيال افزايش دانسيته سيال اثر دما افزايش دما کاهش دانسيته سيال کاهش قدرت حالليت سيال افزايش فشار بخار ونه حلشونده اثر فشار بخار و نيروهاي بين مولکولي اثر بافت نمونه بر حالليت نوع سيال 62 در سيال افزايش حالليت مواد فوق بحراني Reaction of Carbon Dioxide with the Primary Amine 63