Liquidi ionici: una scoperta rivoluzionaria per la chimica moderna
I liquidi ionici (ILs) sono composti da ioni con un punto di fusione inferiore a 100 °C, rappresentano un’importante innovazione nella chimica moderna. Il primo liquido ionico fu scoperto nel lontano 1914 dal chimico lettone Paul Walden, il quale isolò il nitrato di etilammonio con un punto di fusione di 12°C. Questa scoperta ha gettato le basi per lo sviluppo di una nuova classe di composti con interessanti proprietà.
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Un’alternativa ecologica ai solventi organici convenzionali
I liquidi ionici si sono affermati come un’alternativa ecologica ai solventi organici convenzionali grazie alla loro bassa volatilità e infiammabilità. Queste caratteristiche li rendono particolarmente adatti per applicazioni in ambito ambientale e industriale.
Proprietà e classificazione dei liquidi ionici
I liquidi ionici contenenti eterocicli cationici contenenti azoto rappresentano una delle classi più utilizzate. Tra queste, i sali di imidazolio sono particolarmente importanti in quanto le loro proprietà possono essere facilmente modulate variando i sostituenti degli atomi di azoto e i controioni.
Le proprietà dei liquidi ionici offrono numerosi vantaggi rispetto ai solventi organici tradizionali, come una tensione di vapore trascurabile e un’elevata stabilità termica. Queste caratteristiche li rendono solventi ideali per molte applicazioni, tra cui processi di estrazione e sintesi chimica.
La classificazione dei liquidi ionici può basarsi su diversi criteri, tra cui struttura chimica, temperatura di fusione, e natura di cationi/anioni. La suddivisione più comune prevede liquidi ionici aprotici (APILs) e protici (PILs), con ulteriori distinzioni tra sali semplici e liquidi ionici binari.
In conclusione, i liquidi ionici rappresentano una tappa fondamentale nell’evoluzione della chimica moderna, offrendo nuove prospettive e soluzioni sostenibili per molteplici settori. La continua ricerca e sviluppo in questo campo promettono nuove e entusiasmanti scoperte nel futuro della scienza chimica.Liquidi ionici: sintesi, proprietà e utilizzi
Sintesi dei liquidi ionici
La sintesi dei liquidi ionici avviene in due fasi distinte:
– Formazione del catione: Il catione può essere ottenuto attraverso la protonazione di ammine con un acido oppure tramite reazioni di quaternizzazione dell’ammina con alogenuri alchilici seguite da riscaldamento.
– Scambio anionico: Questa fase coinvolge reazioni di scambio anionico che possono essere condotte trattando sali di alogenuri con acidi di Lewis per creare liquidi ionici basati su acidi di Lewis o tramite metatesi anionica.
Usi dei liquidi ionici
I liquidi ionici offrono diverse possibilità per risolvere problemi attuali della società, emergendo come una risorsa alternativa pulita, efficiente ed ecologica rispetto ai solventi organici tradizionali. Le loro proprietà termiche, fisiche, chimiche e biologiche uniche li rendono candidati ideali per molteplici utilizzi.
Queste sostanze possono essere adattate alle esigenze specifiche di ciascuna applicazione modificando la combinazione di cationi e anioni. Ciò riduce la dipendenza da solventi pericolosi come gli idrocarburi clorurati, diminuendo così gli impatti ambientali come le emissioni nell’aria e l’inquinamento delle acque sotterranee.
Nell’ultimo ventennio, i liquidi ionici hanno dimostrato di essere solventi promettenti con capacità uniche in diversi settori, tra cui la sintesi organica, la catalisi, l’elettrochimica, la separazione dei metalli e dei gas, il trattamento della biomassa, la produzione di farmaci, i dispositivi di accumulo di energia come batterie, supercondensatori e celle a combustibile.
Per approfondimenti su come calcolare le frazioni molari di cloruro di alluminio (III) e cloruro di 1,3-dialchilimidazolio presenti nei liquidi ionici, clicca sul link.
