在物理学中，无论压力和密度是否超过临界值，温度超过临界温度的流体都被归类为超临界流体。 它基本上仍然是气态，但与普通气体不同，它是一种致密气态。 它的密度比普通气体大两个数量级，与液体相似。 它的粘度比液体小，但扩散速度比液体快（约两个数量级），因此具有更好的流动性和传递性能。 在临界点附近，具有很大的压缩性。 适当增加压力可以使其密度接近一般液体的密度，因而具有良好的溶解其他物质的性能。

物理性质超临界流体是兼有液体和气体特性的单相流体。 许多物理性质（如扩散率、粘度、密度、导热率、热容、介电常数等）介于液体和气体之间。 密度更接近气体，更接近液体。 调节压力可以改变超临界流体的密度，可以连续地从类液体变为类气体，从而使与密度相关的物理性质，如粘度、介电常数等也可以连续改变。 因此，在超临界状态下，可以通过调节压力来连续改变溶剂的极性和溶解能力，而不改变溶剂的组成。

反应性当溶剂极性的变化影响其速率和选择性的化学反应在超临界流体中进行时，通过改变压力可以方便地控制反应的速率和选择性。 超临界流体的粘度比液体低，那些由物质转移速率控制的液相反应在超临界流体中进行时，反应速率会增加。 超临界流体的传热系数高于气体。 当这些高放热气相反应在超临界流体中进行时，可以提高选择性和产物稳定性。 对于超临界流体中的反应，如果反应物和产物因极性不同而具有不同的溶解度，则可以通过改变压力来调节它们在超临界流体中的溶解度，并且可以轻松地将产物、催化剂和原料分离。 大分子量有机物在超临界流体中的溶解度比气体中大，不易沉积在多相催化剂表面，可延长催化剂的寿命。

常用的超临界流体 的超临界流体是二氧化碳和水。 其他超临界流体包括惰性气体氙、低级烷烃(如甲烷、乙烷、丙烷)、低级烯烃(如乙烯、丙烯)、氟代烷烃、低级醇(如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇)、以及氨、低级胺类、六氟化硫、一氧化二氮等

超临界流体见的应用是萃取。 其基本原理是：当气体处于超临界状态时，成为介于液体和气体之间的单相状态，密度与液体相似，虽然其粘度比气体高，但明显低于液体。其扩散系数是液体的10～100倍。 因此对物料具有良好的渗透性和较强的溶解性，可以提取物料中的某些成分。 而且，超临界流体的密度和介电常数随着封闭系统压力的增加而增加，极性也增加，利用升压程序可以分段提取不同极性的成分。 萃取完成后，改变系统的温度或压力，使超临界流体变成普通气体并逸出，物质中被萃取的组分即可或基本沉淀，达到萃取分离的目的。

二氧化碳的临界压力（72.5个大气压）和临界温度（304.2K）较低，适用于高沸点、热敏性或易氧化物质的萃取，特别是食品和药品。 如从咖啡中提取，从天然物质中提取油脂、香精、维生素等。

超临界二氧化碳的极性与正常条件下的非极性溶剂相似，特别适合于正常条件下在非极性溶剂中进行的反应。 例如，在超临界二氧化碳中添加碳酸铵、全氟聚醚、氧化硅等表面活性剂，可以在二氧化碳连续相中与水形成水性乳化液滴，其性质接近于水，适用于亲水性底物和离子性基质。反应。 将醇作为共溶剂添加到超临界二氧化碳中可以增加许多低挥发性有机底物的溶解度。 反应在超临界二氧化碳中进行，无大量废液污染环境，且产物易于分离。

水的临界压力（218个大气压）和临界温度（374°C）不是很高。 临界状态下的水体积比正常状态膨胀3倍，2/3的氢键被破坏，介电常数从80下降到5。通过调节温度和压力，水可以在很宽的范围内改变极性。范围从极性溶剂到非极性溶剂。 在超临界状态下，水可以与大多数有机化合物混溶，甚至正常状态下的气体（如氧气）也可以与其混溶，这大大提高了反应物的浓度，消除了相造成的传输障碍界面，并能显着增加反应。 速度。 在超临界状态下，水的解离常数比正常状态下高三个数量级，可以提供高得多浓度的质子和氢氧根阴离子，使得一些酸催化的有机反应可以在超临界状态下进行水，不添加酸催化剂。 。