Las sustancias iónicas
Una sustancia se encuentra en estado líquido cuando las interacciones entre las especies que lo forman son más fuertes que las existentes en el estado gaseoso, pero más débiles que las que llevan a estado sólido. Debido a este equilibrio de energía, la mayor parte del líquido se compone de moléculas neutras porque la presencia de especies cargadas requiere la existencia de interacciones iónicas, por lo general lo suficientemente fuerte como para llevar la sustancia al estado sólido de agregación.
Un análisis más detallado de la naturaleza de las interacciones de las sustancias iónicas muestra que tienen un amplio rango de variación, lo que permite el extremo inferior del mismo, para obtener líquidos con carácter iónico.
Las sustancias y líquidos iónicos se pueden utilizar en diferentes campos del conocimiento. Faraday fue un pionero en el uso de sales en forma líquida en un campo de la electroquímica. Sin embargo, el uso práctico de estos materiales fue restringido debido a su temperatura de fusión elevada. En finales de los cuarenta, se descubrió que, cuando el cloruro de alquilpiridínio mixta y tricloruro de aluminio, como se muestra en la Figura 1, que forman un sistema iónico con bajo punto de fusión 2. Este sistema tiene unas interacciones interatómicas débiles y, en consecuencia, una temperatura baja energía de red y de bajo punto de fusión. Por ejemplo, el cloruro de ethylpyridinium mezcla y cloruro de aluminio con 67 mol% de aluminio tiene un punto de fusión de -40 ° C.
Estos compuestos fueron llamados sales fundidas a temperatura ambiente o, como ellos son más conocidos hoy en día, y los líquidos iónicos se utilizan en el área de las pilas y electroquímica.
Desde los años setenta, estos líquidos iónicos son ahora utilizados como catalizadores en las reacciones orgánicas de acilación de olefinas y como disolventes para las reacciones diversas. Ejemplos notables de estos usos son las reacciones de oligomerización de etileno y propileno, olefinas que conduce a mayor peso molecular, y las reacciones de alquilación de electroquímicamente inició hexametilbenzeno.
Incluso en los años setenta, han sido ampliamente estudiados sales con cationes de tetralquilamonio tipo 5, que se utilizan como disolventes en electroquímica y catálisis bifásica en la hidroformilación catalítica de etileno en el glicol de etileno y 6 por hidrogenación catalítica de olefinas 7. Sin embargo, el alto punto de fusión de estos compuestos, por lo general por encima de 100 ° C, limitado su uso práctico.
En los años ochenta se introdujeron sales obtenidas por reacción de cloruro de 1,3-con tricloruro de aluminio miscibles 8, como se muestra en la Figura 2, con temperaturas de fusión más baja que sus análogos que contiene el catión alquilpiridínio. Por ejemplo, la mezcla formada con cloruro de 1-etil-3-metilimidazolio (EMI.Cl) y 3 ALCL composición con 67% mol de aluminio tiene un punto de fusión de -80 ° C.
Estos compuestos generan gran interés en campos como la electroquímica 9, baterías, disolventes para el análisis espectroscópico de 10 compuestos de metal y como disolventes y catalizadores ácidos para reacciones orgánicas 4,11-13.