Avainero syväeutektisten liuottimien ja ionisten nesteiden välillä on, että syväeutektiset liuottimet muodostuvat Lewisin tai Bronstedin hapoista ja emäksistä, kun taas ioniset nesteet muodostuvat mistä tahansa suolasta.
Sekä syvät eutektiset liuottimet että ioniset nesteet ovat ioniseosten nestemäisiä tiloja, joissa voimme havaita sekä kationeja että anioneja. Nämä kaksi ionitilaa eroavat toisistaan riippuen ionien lähteestä, joista nämä seokset muodostavat.
Mitä ovat syväeutektiset liuottimet?
Syvät eutektiset liuottimet ovat Lewisin tai Bronstedin hapoista ja emäksistä muodostuvia seoksia. Nämä ovat eutektisia liuottimia, eli homogeenisia aineiden seoksia, jotka voivat sulaa tai kiinteytyä yhdessä lämpötilassa (tämä lämpötila on yleensä alhaisempi kuin minkä tahansa seoksen ainesosan sulamispiste). Tyypillisesti syvät eutektiset liuottimet sisältävät laajan valikoiman anionisia ja kationisia lajeja.
Erityyppiset syväeutektiset liuottimet
On olemassa erilaisia syväeutektisia liuottimia, jotka luokittelemme liuottimelle ominaisten ionisten liuottimien ominaisuuksien perusteella. Tämän tyyppisten liuottimien ensimmäinen sukupolvi oli kvaternaaristen ammoniumsuolojen seoksia. Nämä liuottimet sisältävät vetysidoksen luovuttajia, esim. amiinit ja karboksyylihapot. Voimme tunnistaa 4 erilaista syväeutektista liuotinta: tyyppi I, tyyppi II, tyyppi III ja tyyppi IV. Näistä neljästä tyypistä tyypin I syvät eutektiset liuottimet sisältävät kvaternaarista ammoniumsuolaa yhdessä metallikloridin kanssa. Siksi näihin liuottimiin kuuluu myös laaja valikoima kloorimetallaatti-ionisia nesteitä. Tyypin II syväeutektiset liuottimet sisältävät metallikloridihydraattia yhdessä kvaternaarisen ammoniumsuolan kanssa. Kolmas on tyypin III syväeutektinen liuotin, jossa on kvaternääristä ammoniumsuolaa vetysidoksen luovuttajan kanssa. Lopuksi tyypin IV syväeutektiset liuottimet sisältävät metallikloridihydraattia ja vetysidoksen luovuttajan (ei kvaternäärisiä ammoniumsuoloja). Tämäntyyppiset syväeutektiset liuottimet ovat tärkeitä, koska nämä liuottimet voivat tuottaa kationisia metallikomplekseja, jotka varmistavat kaksinkertaisen kerroksen lähellä elektrodin pintaa, jolla on korkea metalli-ionipitoisuus.
Haihtuviin orgaanisiin yhdisteisiin verrattuna syväeutektisilla liuottimilla on erittäin alhainen höyrynpaine. Siksi nämä liuottimet ovat tyypillisesti syttyviä. Lisäksi näillä liuottimilla on korkea viskositeetti, mikä voi haitata teollisia sovelluksia, koska nämä liuottimet eivät välttämättä virtaa helposti prosessivirroissa.
Mitä ioniset nesteet ovat?
Ioniset nesteet ovat nestemäisiä suoloja. Tyypillisesti ioniset nesteet valmistetaan pääasiassa ioneista lukuun ottamatta joitain tavallisia ionisia nesteitä, kuten vettä, joissa on sähköisesti neutraaleja molekyylejä. On olemassa joitain yleisiä synonyymejä ionisille nesteille, joihin kuuluvat nestemäiset elektrolyytit, ioniset sulatteet, ioniset nesteet, sulatetut suolat, nestemäiset suolat ja ioniset lasit.
Ionisia nesteitä on erilaisia käyttökohteita, joihin kuuluu niiden käyttö tehokkaina liuottimina ja elektrolyytteinä. Tämän tyyppiset nesteet ovat hyödyllisiä sähköakkujen valmistuksessa ja ovat hyödyllisiä myös tiivistysaineiden valmistuksessa erittäin alhaisen höyrynpaineen vuoksi.
Suolat, jotka voivat sulaa ilman hajoamista tai höyrystymistä, muodostavat yleensä ionisen nesteen. Sitä vastoin kun jäähdytämme ionista nestettä, voimme usein saada ionista kiinteää ainetta, joka on joko kiteistä tai lasimaista. Tämä johtuu ionisten kiinteiden aineiden/nesteiden ionisten sidosten vahvuudesta, mikä johtaa ionisten nesteiden korkeaan hilaenergiaan.
Mitä yhtäläisyyksiä syväeutektisten liuottimien ja ionisten nesteiden välillä on?
- Syvät eutektiset liuottimet ja ioniset nesteet ovat nestemäisiä.
- Molemmat ovat anionien ja kationien seoksia.
Mitä eroa syväeutektisilla liuottimilla ja ionisilla nesteillä on?
Sekä syvät eutektiset liuottimet että ioniset nesteet ovat ioniseosten nestemäisiä tiloja, joissa voimme havaita sekä kationeja että anioneja. Keskeinen ero syvän eutektisten liuottimien ja ionisten nesteiden välillä on se, että syvät eutektiset liuottimet muodostuvat Lewisin tai Bronstedin hapoista ja emäksistä, kun taas ioniset nesteet muodostuvat mistä tahansa suolasta.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto syvän eutektisten liuottimien ja ionisten nesteiden eroista.
Yhteenveto – syvät eutektiset liuottimet vs. ioniset nesteet
Sekä syvät eutektiset liuottimet että ioniset nesteet ovat ioniseosten nestemäisiä tiloja, joissa voimme havaita sekä kationeja että anioneja. Keskeinen ero syvän eutektisten liuottimien ja ionisten nesteiden välillä on se, että syvät eutektiset liuottimet muodostuvat Lewisin tai Bronstedin hapoista ja emäksistä, kun taas ioniset nesteet muodostuvat mistä tahansa suolasta.
