دانلود رایگان کتاب مایعات یونی در سنتز-Ionic Liquid

 ﻣﺎﻳﻌﺎﺕ ﻳﻮﻧﻲ ﺑﻪ ﺻﻮﺭﺕ ﺷﺒﻜﻪ ﺳﻪ ﺑﻌﺪﻱ ﺍﺯ ﻛﺎﺗﻴﻮﻥ ﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﺑﺎ ﻧﻴﺮﻭﻫﺎﻳﻲ ﻣﺜﻞ ﭘﻴﻮﻧﺪﻫﺎﻱ ﻫﻴﺪﺭﻭﮊﻧﻲ، ﻧﻴﺮﻭﻫﺎﻱ ﭘﺮﺍﻛﻨﺪﮔﻲ ﻭ ﺍﻟﻜﺘﺮﻭﺳﺘﺎﺗﻴﻚ ﺑﻪ ﻫﻢ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ ﻭﻳﮋﮔﻲ ﻛﺎﺗﻴﻮﻥ ﺍﻳﻦ ﺗﺮﻛﻴﺒﺎﺕ ﺗﻘﺎﺭﻥ ﻛﻢ ﻭ ﺗﻤﺮﻛﺰ ﺿﻌﻴﻒ ﺑﺎﺭﻣﺜﺒﺖ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺎﻧﻊ ﺍﺯ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻳﻚ ﺷﺒﻜﻪ ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻴﻦ ﻣﻨﻈﻢ ﻭ  ﻛﺎﻫﺶ  ﻧﻘﻄﻪ  ﺫﻭﺏ  ﻧﻤﻚ  ﺑﻪ  ﻭﺟﻮﺩ  ﺁﻣﺪﻩ  ﻣﻲ ﺷﻮﺩ.  ﺍﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮﻉ ﺑﺎﻋﺚ ﻓﺮﺍﻫﻢ ﺷﺪﻥ ﻣﺤﻴﻂ ﻣﺎﻳﻊ ﻏﻴﺮﺁﺑﻲ ﺩﺭ ﺩﻣﺎﻫﺎﻱ ﭘﺎﻳﻴﻦ  ﻭ  ﺩﺭ  ﻧﺘﻴﺠﻪ  ﺍﻣﻜﺎﻥ  ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻭﺍﻛﻨﺶ ﻫﺎﻱ ﻣﺘﻌﺪﺩ ﺩﺭ ﺁﻧﻬﺎ ﻣﻲ ﺷﻮﺩ

این ترکیبات که بطور 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 بطوریکه درشرایط محیطی به فرم مایع به همین دلیل این ترکیبات ، مایعات یونی در دمای اتاق  Room Temperature Ionic Liquids" " نامیده می شوند .

نخستین گزارش در مورد مایعات یونی در سال 1914 ارائه شد از آن زمان تاکنون هرساله ترکیبات بسیاری با این ویژگی گزارش شده اند . کاتیونهائی مانند  ايميدازوليوم ، پيريدينيوم ، پيروليدينيوم و فسفونيوم با  شاخه هاي هيدروكربني مختلف و آنيونهايي مثل يونهاي هاليد ،( BF₄تترافلوئوروبرات ) ، (PF₆  هگزافلوئوروفسفات ) ، CF₃SO₂)₂N)  بيستري فلوئورومتيل سولفونيل ايميد ) و ... درساختمان مايعات يوني بكار مي روند. 

شکل زیرساختارهاي شيميايي کاتيونها و آنيونهائی را نشان مي دهد که  در  ساختار مايعات  يوني  میتوانند بکار گرفته شوند

ترکيبهاي  آلي  فرار  به  سختي  از  محصولات  واکنش مورد  نظر جدا شده و  مشکل  بازيافت مي گردند از بين بردن آنها نیز مستلزم صرف هزينه هاي زياد بوده  واثرات زيان آوری بر روي محيط دارد  در مقابل مایعات یونی خواص منحصر بفرد ومثبتی دارند که موجب شده محققان هرچه بیشتر به استفاده ازاین حلال ها بجای حلال های آلی  گرایش داشته باشند . از جمله این ویژگی ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

1)مايعات  يوني، بدلیل داشتن   فشار  بخار  پايين وعدم فراریت نقش آلایندگی ندارند

2)مایعات یونی،  پايداري  گرمايي  زيادی دارند  ودر دماهای  بالا دچار تجزیه و تغییر ماهیت نمی شوند . این ویژگی موجب می گردد  ، جداسازی محصول  از حلال با  سهولت بیشتری صورت گرفته  قابليت بازيافت آنها افزایش یابد   

3)از دیدگاهی دیگر، بسیاری از حلال های آلی یا معدنی ماهیت آتشگیری دارند از این رو ریسک انجام فرایندهای شیمیائی در این نوع  حلال ها، بسیار بالاست در حالیکه مایعات یونی آتشگیر نبوده ومحیطی ایمن برای انجام واکنشها فراهم می نمایند

4)مایعات یونی، قادرند محدوده وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی را در خود حل کنند. از آنجائی که تغییر آنیون و کاتیون ها سبب ایجادتغییردر خواص فیزیکی آنها می شود دامنه کاربردی آنها بسیار وسیع است

5) يکي از جالبترين ویژگی هاي یون های مایع ، این است که آنها این قایلیت را دارند که برای هرنوع واکنش خاص طراحی شوند.خواصي  از  قبيل  چگالي,  نقطه  ذوب,  امتزاج پذيري با آب و سایر حلالها , گرانروي, قطبيت, خصلت اسيدوباز, قابليت کئوردينه شدن با تغییر آنیون ها وکاتیون ها تغییر می کند بنابراین با  انتخاب مناسب جزء کاتيون و يا آنيون میتوان حلال مناسب برای واکنش مورد نظر را سنتز کرد براي مثال حلاليت يک مايع يوني در آب با تغيير گروه آلکيل روي جزء کاتيون دچار  تغییرمی شود . با افزايش طول زنجير آلکيلی حلاليت در آب به علت افزايش آبگريزي  کاتيون  کاهش  وقابلیت انحلال ترکیبات آلی وناقطبی افزایش می یابد  . تغيير آنيون نیز بطورچشمگیری بر  خواص شيميايي وفيزيکي این ترکیبات موثر است نمک هاي متشکل از کاتیون  ايميدازوليوم با آنيونهاي هاليد, استات, نيترات و  تري  فلورواستات با  آب امتزاج  پذيرند ودر حالیکه نمکهای همین کاتیونها با آنیون هایی  مانند  (هگزافلوئوروفسفات )یا (بيس تري فلوئورومتيل سولفونيل )امتزاج ناپذير و نمک هاي ايميدازوليوم با  تترافلوروبورات بسته به استخلاف هاي روي جزء کاتيون میتوانند  امتزاج پذير يا امتزاج ناپذير باشند .

اندازه و شکل کاتيون درون مايعات يوني در تعيين نقطه ذوب اين نمکها بسیار مهم است. مايعات  يوني حاوي  آنيون هاليدها  نقاط  ذوب  بيشتري نسبت به آنيونهاي حجيم تر دارند و عموماًنقطه ذوب با افزايش طول زنجير استخلاف زياد ميشود

·       قطبیت بالا وعدم تشکیل کمپلکس

·       مایع بون در طیف وسیعی از دما

·       دانسیته بالا

·       هدایت الکتریکی بالا

·       پایداری حرارتی

·       پنجره الکترو شیمیائی وسیع

·       قابلیت بالای سولواتاسیون

  آنچه در این کتاب خواهید خواند: