Líquit iònic

Archiu:Hardware-accelerated-molecular-modeling.png

Model de líquit iònic.

Un líquit iònic (LI) és un decorregut constituït exclusivament per ions, considerant-se com a tals a les sals en una temperatura de fusió per baix del punt d'ebullició del aigua (100 °C al nivell de la mar, ya que varia d'acort a la pressió atmosfèrica) i que a sovint són hidrolíticamente estables.

La composició química general d'estos materials és sorprenentment consistent, inclús encara que la composició específica i les propietats físiques i químiques varien tremendament. La majoria té una estructura composta per un catión orgànic i un anión inorgànic poliatómico. Degut a que hi ha molts i molt coneguts cationes i aniones, el número potencial de LI és enorme, de l'orde de millons de combinacions possibles. Descobrir un nou tipo de líquit iònic és relativament fàcil, pero determinar aplicacions dels líquits iònics requerix una inversió molt més substancial en la determinació de les seues propietats físiques i químiques.

Els primers LI inicialment varen ser desenrollats per a ser usats com electrolito, encara que per les seues propietats: una volatilitat pràcticament nula, en una pressió de vapor casi zero ya que estan composts completament de ions; inflamabilidad despreciable; un ampli ranc de líquits, és dir, una alta estabilitat tèrmica i un baix punt de fusió; i una miscibilidad controlada en els composts orgànics; este tipo de materials ha anat guanyant importància i un particular interés com un nou tipo no convencional de dissolvent (dissolvent vert), en especial per la seua nula volatilitat, que permet no considerar a estes substàncies com composts orgànics volàtils (COV).

Estructura

Un líquit iònic està format per ions molt asimètrics i voluminosos, per lo que presenta forces atractives més dèbils que les sals iòniques convencionals.

Per lo general, posseïxen una estructura composta per un catión orgànic, que conté un heteroátomo (N o P), associat a un anión mineral o orgànic d'elevat tamany, entre els cationes més comuns es destaquen: [bmin]⁺(1-butil-3-metil imidazolio), [hmim]⁺ (1-hexil-3-metil-imidazolio), [omim]⁺(1-octil-3-metil-imidazolio), [beim]⁺ (1-butil-3-etil-imidazolio), [emim]⁺ (1-etil-3-metil-imidazolio), etc.

Archiu:Ionic liquids cations.svg Cationes.

Entre els aniones més usuals es troben: PF₆^-(Hexafluorofosfato), BF₄^-(Tetrafluoroborato), CF₃-COO^-(Trifluoroacetato), CF₃-SO₃^-(Trifluorosulfonato o Triflato), SbF₆^-(Hexafluoro Antimoniato), etc.

Archiu:Ionic liquids anions.svg Aniones.

El tetrafluoroborato d'1-butil-3-metilimidazolio, el clorur d'1-butil-3-metilimidazolio i el hexafluorofosfato 1-butil-3-metilimidazolio són alguns eixemples de líquits iònics.

Propietats

Entre les propietats més interessants dels líquits iònics es poden destacar:

• Baix punt de fusió ( són líquits a temperatura ambiente).
• Pressió de vapor molt baixa ( no són volàtils).
• Alta estabilitat tèrmica, en molts casos supera els 300 °C. Per damunt d'esta temperatura solen descompondre's.
• Alt calor específica.
• Alt poder dissolvent de distintes matèries orgàniques, inorgàniques i polimèriques, polars i no polars.
• Elevada estabilitat química.
• Posseïxen acidea tipo Brønsted o Lewis i superacidez .
• Elevada conductivitat iònica.
• Bones propietats electroquímiques.
• Elevada viscosidad entre 10-500 cP.
• Elevada densitat.
• pH variable trobant-se LI àcit, neutres o bàsics.
• ¿¿¿No inflamables???(Vore Referència 11), no corroents.
• Potents catalisadors.
• Fàcilment reciclables.
• Incoloros en estat pur.