مایعات یونی - قسمت اول

مایعات یونی Ionic Liquid به عنوان یک کلاس جدید و قابل توجه از حلال ها مورد توجه قرار گرفته اند. این مواد به دلیل خواص غیر معمولشان اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند.
در این مطلب سعی شده است تا به تعریف کاملی از مایعات یونی و کاربرد آنها اشاره شود.

مقدمه :

هر روزه رد پای علم شیمی در صنعت، پزشکی، داروسازی، کشاورزی، تجارت  و..... پررنگ تر می شود .در واقع هیچ جنبه ای از زندگی بشر نیست که به نوعی با دا نش شیمی در ارتباط نباشد.
متاسفانه به موازات نقش موثری که صنایع شیمیائی در زندگی روزمره انسان ها ایفا می کنند اثرات زیان آوری نیز بر روی محیط زیست یا سلامتی انسان ها باقی می گذارند.

از این رو حذف یا کاهش اثرات منفی ناشی از فرایند های شیمیائی وکاهش انتشار مواد خطرناک از جمله دغدغه های شیمیدانان است. به این منظور دانشمندان در تلاشند که تا حد امکان خطر ذاتی مواد را کاهش دهند و یا موادی را جایگزین کنند که نقش آلایندگی کمتری داشته و یا آنکه راحت تر باز یافت شوند هر نوع فعالیتی در این زمینه" شیمی سبز  خوانده می شود شیمی سبز عبارت است از طراحی، توسعه و به کارگیری فرایندها و واکنش های مناسب برای کاهش یاحذف مواردی که برای انسان یا محیط  زیست خطرناک هستند.

یک دسته از مواد پرکاربرد، حلال هائی هستند که در طی واکنش های شیمیائی بکار گرفته می شوند این حلال هاکه اغلب سمی و آتش گیرند دررده مهمترین عوامل آلاینده قرارگرفته اند مشکلات ناشی از جداسازی حلال ها از محصولات، بازیافت کامل این حلال ها مخاطرات زیست محیطی و هزینه های هنگفتی که صرف کنترل این حلال ها می شود توجه محققان را به سمت استفاده از حلال های سبز معطوف داشته است.

مایعات یونی دسته جدیدی از ترکیبات شیمیائی هستند که با خواص و ویژگی های فوق العاده خود قادر به ایجاد محیط های شیمیائی سبز به منظور اجرای فرایندهای شیمیائی و جایگزینی مناسب برای حلال ها ( به حلال ها لینک شود 293042 ) آلی ومعدنی می باشند.

این ترکیبات که به طور عمده شامل یک کاتیون آلی نامتقارن حجیم و یک آنیون آلی یا معدنی هستند اگرچه ماهیت نمکی دارند ولی به علت عدم تقارن در ساختار مولکولی شان دارای نقطه ذوب پائینی هستند به طوریکه درشرایط محیطی به فرم مایع به همین دلیل این ترکیبات، مایعات یونی در دمای اتاق  Room Temperature Ionic Liquids  نامیده می شوند.

مایعات یونی به صورت شبكه سه بعدی از كاتیون ها هستند كه با نیروهایی مثل پیوندهای هیدروژنی، نیروهای پراكندگی و الكتروستاتیك به هم متصل می شوند.

مهم ترین ویژگی كاتیون این تركیبات تقارن كم و تمركز ضعیف بارمثبت است كه مانع از تشكیل یك شبكه كریستالین منظم و كاهش نقطه ذوب نمك به وجود آمده می شود. این موضوع باعث فراهم شدن محیط مایع غیرآبی در دماهای پایین و در نتیجه  امكان انجام واكنش های متعدد در آنها می شود.

نخستین گزارش در مورد مایعات یونی در سال 1914 ارائه شد از آن زمان تاکنون هرساله ترکیبات بسیاری با این ویژگی گزارش شده اند. کاتیون هائی مانند ایمیدازولیوم، پیریدینیوم، پیرولیدینیوم و فسفونیوم با  شاخه های هیدروكربنی مختلف و آنیونهایی مثل یونهای هالید ،( BF₄تترافلوئوروبرات )، (PF₆  هگزافلوئوروفسفات )، (CF₃SO₂)₂N)  بیستری فلوئورومتیل سولفونیل ایمید ) و ... درساختمان مایعات یونی بكار می روند.

ادامه دارد...