إذا اعتقدنا في الأملاح الشائعة ، سنرى أنها كلها صلبة في درجة حرارة الغرفة. لذكر بعض الأمثلة ، لدينا كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) ، وبيكربونات الصوديوم (يستخدم كمسحوق الخبز ، كمضاد للحموضة ، في Talcs ومزيلات العرق وطفايات الرغوة) ، كربونات الكالسيوم (المكونة من الرخام والحجر الجيري وقشور البيض والأصداف والشعاب المرجانية) ، من بين أمور أخرى. جميع المواد الصلبة وذات نقاط انصهار عالية جدًا (ملح الطعام حوالي 800 درجة مئوية).
في السابق ، كان يُعتقد أنه لن يكون من الممكن وجود بعض الأنواع الكيميائية في الحالة السائلة بخصائص مشابهة لتلك الموجودة في الملح. استند هذا الاستنتاج إلى حقيقة أنه في هذه الحالة الفيزيائية ، كانت التفاعلات بين الأنواع الكيميائية التي تشكل المادة (الأيونات أو الجزيئات أو الذرات) أقوى من التفاعلات في الحالة الغازية وأضعف من التفاعلات في الحالة الصلبة. عندما تتكون مادة ما بواسطة الأيونات ، توجد قوة جذب قوية جدًا بين جزيئاتها ، وبالتالي فهي عادة في حالة صلبة.يؤدي هذا الوضع لتوازن الطاقة إلى حقيقة أن الغالبية العظمى من السوائل تتشكل بواسطة جزيئات محايدة.
ومع ذلك ، مع مزيد من الدراسات التفصيلية ، وجد أن هناك أملاح سائلة ، والتي من الأفضل تصنيفها على أنها
السوائل الأيونية, لأنها تتكون من أيونات موجبة وسالبة ، لكنها تختلف عن كاتيون الصوديوم (Na+) والأنيون (Cℓ-) من كلوريد الصوديوم. تسمياتها أكثر تعقيدًا. فقط للاستشهاد بمثال ، لدينا: 1-ethyl-3-methylmidazolium الكاتيون.تحتوي هذه السوائل الأيونية بنسبة صغيرة على بعض خصائص ملح الطعام الشائع.
يمكن تشكيل السوائل الأيونية عن طريق خلط بعض المواد معًا. على سبيل المثال ، في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي ، تم اكتشاف أنه عند خلط كلوريد الألكيل بيريدينيوم وثلاثي كلوريد الألومنيوم ، تم تكوين نظام أيوني بدرجة حرارة انصهار منخفضة. على مر العقود ، تم إجراء اكتشافات أخرى وبعض الأمثلة الحديثة للسوائل الأيونية هي 1-n-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (BMI.BF)4) و 1-nbutyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (BMI.PF6).
للسوائل الأيونية خواص مهمة جدًا ، مثل إذابة هذه المواد. مختلفة ، مثل البلاستيك أو الصخور ، ويمكن أن تحل أيضًا محل المذيبات الكيميائية المشتقة من البترول. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم ميزة كبيرة: فهي لا تتبخر وبالتالي لا تلوث الغلاف الجوي.
بسبب هذه الخصائص ، تم استخدام السوائل الأيونية بشكل متزايد في مجالات المعرفة المختلفة ، مثل في البطاريات ، في الكيمياء الكهربائية ، كمذيبات للتحليل الطيفي للمركبات المعدنية ، المذيبات في التحفيز ثنائي الطور ، المذيبات لاستخراج السائل والسائل ، كطور ثابت للكروماتوغرافيا الغازية وكمذيبات حمضية ومحفزات للتفاعلات عضوي.
علاوة على ذلك ، وجد العلماء أنه عند مزج السوائل الأيونية مع الأملاح التقليدية ، تحصل على ملح. لها خصائص مشابهة جدًا للأملاح التقليدية ، ولكن في حالة سائلة.
يعتقد العلماء أنه لا يمكن نقل السوائل الأيونية إلى الحالة الغازية لأن درجات الحرارة المطلوبة لهذا قد تتسبب في تحللها قبل تغيير حالتها تجميع. وبالتالي ، فإن عمليات مثل التقطير لن تكون ممكنة ولن تكون قادرة على تحقيق درجة أعلى من النقاء.
ومع ذلك ، فقد وجد أن هذا يمكن القيام به للعديد من السوائل الأيونية ، طالما يتم استخدام ضغوط منخفضة (فراغ). بهذه الطريقة ، يتم الحصول على سوائل أيونية نقية جدًا يمكن استخدامها على نطاق أوسع.
بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء
