Протонная ионная жидкость

Протонная ионная жидкость — это ионная жидкость , которая образуется путем переноса протона от кислоты Бренстеда к основанию Бренстеда . ^[1] В отличие от многих других типов ионных жидкостей, которые образуются путем ряда этапов синтеза, ^[2] протонные ионные жидкости легче создавать, поскольку кислоту и основание нужно просто смешать. ^[1]

Характеристики

Поскольку реакция переноса протона обратима, равновесие между реагентами и ионными продуктами может смещаться в зависимости от условий. Это равновесие существенно влияет на свойства протонных ионных жидкостей, поскольку в растворе обычно присутствуют некоторые нейтральные виды кислот и оснований.

Многие протонные ионные жидкости имеют не пренебрежимо малое давление паров , ^[1] хотя традиционные ионные жидкости часто рекламируются за их низкое давление паров. ^[3]^[4] Некоторые протонные ионные жидкости являются дистиллируемыми. ^[1]^[5]^[6] Кроме того, во время дистилляции протонные ионные жидкости демонстрируют то, что кажется реактивным азеотропом . ^[7]^[8]^[6] Другими словами, изначально испаряется только кислота или основание, но при определенном составе и кислота, и основание начинают испаряться, и состав пара и жидкости одинаков. Этот состав зависит от аниона и катиона и содержит больше кислоты, чем основания. ^[7] Однако при смешивании с водой поведение испарения отличается, и азеотроп больше не возникает при том же составе. ^[9]

Плотность смеси протонной ионной жидкости также оказывается выше для состава, при котором образуется азеотроп. То есть, если в смеси присутствует некоторый избыток кислоты, плотность увеличивается. ^[10]

Ссылки

^ abcd Гривз, Тамар Л.; Драммонд, Калум Дж. (2008-01-01). "Протонные ионные жидкости: свойства и применение". Chemical Reviews . 108 (1): 206–237. doi :10.1021/cr068040u. ISSN 0009-2665. PMID 18095716.
^ Ратти, Раджни (2014-10-29). «Ионные жидкости: синтез и применение в катализе». Успехи химии . 2014 : 1–16. doi : 10.1155/2014/729842 .
^ Роджерс, Робин Д.; Седдон, Кеннет Р. (2003-10-31). «Ионные жидкости — растворители будущего?». Science . 302 (5646): 792–793. doi :10.1126/science.1090313. ISSN 0036-8075. PMID 14593156. S2CID 94376105.
^ Эрл, Мартин Дж.; Эсперанса, Хосе МСС; Гилеа, Мануэла А.; Канонджиа Лопес, Хосе Н.; Ребело, Луис П.Н.; Маги, Джозеф В.; Седдон, Кеннет Р.; Видегрен, Джейсон А. (февраль 2006 г.). «Дистилляция и летучесть ионных жидкостей». Природа . 439 (7078): 831–834. Бибкод : 2006Natur.439..831E. дои : 10.1038/nature04451. ISSN 1476-4687. PMID 16482154. S2CID 4357175.
^ Парвиайнен, Арно; Кинг, Алистер WT; Мутикайнен, Ильпо; Хаммель, Майкл; Селг, Кристоф; Хауру, Лаури К.Дж.; Сикста, Герберт; Килпеляйнен, Илкка (01 ноября 2013 г.). «Прогнозирование способности сольватировать целлюлозу кислотно-основных сопряженных ионных жидкостей». ChemSusChem . 6 (11): 2161–2169. doi : 10.1002/cssc.201300143. ISSN 1864-5631. ПМИД 24106149.
^ ab Ahmad, Waqar; Ostonen, Alexandr; Jakobsson, Kaj; Uusi-Kyyny, Petri; Alopaeus, Ville; Hyväkkö, Uula; King, Alistair WT (2016-10-01). "Возможность термического разделения при переработке дистиллируемой ионной жидкости [DBNH][OAc] в производстве целлюлозного волокна". Chemical Engineering Research and Design . 114 : 287–298. doi :10.1016/j.cherd.2016.08.032. ISSN 0263-8762.
^ ab Ribeiro, Filipe MS; Lima, Carlos FRAC; Silva, Artur MS; Santos, Luís MNBF (2018-09-18). "Экспериментальные доказательства образования азеотропа из протонных ионных жидкостей". ChemPhysChem . 19 (18): 2364–2369. doi :10.1002/cphc.201800335. ISSN 1439-4235. PMID 29799151. S2CID 44127885.
^ Лопес, Хосе Н. Канонджиа; Ребело, Луис Пауло Н. (2010-02-09). «Ионные жидкости и реактивные азеотропы: непрерывность апротонных и протонных классов». Физическая химия Химическая физика . 12 (8): 1948–1952. Bibcode :2010PCCP...12.1948L. doi :10.1039/B922524M. ISSN 1463-9084. PMID 20145863.
^ Бэрд, Захария Стивен; Ууси-Кыйны, Петри; Витос, Джоанна; Рантамяки, Антти Х.; Сикста, Герберт; Видмер, Сюзанна К.; Алопеус, Вилле (14 мая 2020 г.). «Парожидкостное равновесие ионной жидкости 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ения ацетата и его смесей с водой». Журнал химических и инженерных данных . 65 (5): 2405–2421. doi : 10.1021/acs.jced.9b01039 . ISSN 0021-9568.
^ Бэрд, Захария Стивен; Ууси-Кюйни, Петри; Дальберг, Артур; Седеркранц, Даниэль; Алопаеус, Вилле (2020-10-01). "Плотность, вязкость и теплопроводность ионной жидкости 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дек-5-ений ацетат и его смеси с водой". Международный журнал термофизики . 41 (12): 160. Bibcode : 2020IJT....41..160B. doi : 10.1007/s10765-020-02742-4 . ISSN 1572-9567.

[:0-1] Гривз, Тамар Л.; Драммонд, Калум Дж. (2008-01-01). "Протонные ионные жидкости: свойства и применение". Chemical Reviews . 108 (1): 206–237. doi :10.1021/cr068040u. ISSN 0009-2665. PMID 18095716.

[2] Ратти, Раджни (2014-10-29). «Ионные жидкости: синтез и применение в катализе». Успехи химии . 2014 : 1–16. doi : 10.1155/2014/729842 .

[3] Роджерс, Робин Д.; Седдон, Кеннет Р. (2003-10-31). «Ионные жидкости — растворители будущего?». Science . 302 (5646): 792–793. doi :10.1126/science.1090313. ISSN 0036-8075. PMID 14593156. S2CID 94376105.

[4] Эрл, Мартин Дж.; Эсперанса, Хосе МСС; Гилеа, Мануэла А.; Канонджиа Лопес, Хосе Н.; Ребело, Луис П.Н.; Маги, Джозеф В.; Седдон, Кеннет Р.; Видегрен, Джейсон А. (февраль 2006 г.). «Дистилляция и летучесть ионных жидкостей». Природа . 439 (7078): 831–834. Бибкод : 2006Natur.439..831E. дои : 10.1038/nature04451. ISSN 1476-4687. PMID 16482154. S2CID 4357175.

[5] Парвиайнен, Арно; Кинг, Алистер WT; Мутикайнен, Ильпо; Хаммель, Майкл; Селг, Кристоф; Хауру, Лаури К.Дж.; Сикста, Герберт; Килпеляйнен, Илкка (01 ноября 2013 г.). «Прогнозирование способности сольватировать целлюлозу кислотно-основных сопряженных ионных жидкостей». ChemSusChem . 6 (11): 2161–2169. doi : 10.1002/cssc.201300143. ISSN 1864-5631. ПМИД 24106149.

[:1-6] Ahmad, Waqar; Ostonen, Alexandr; Jakobsson, Kaj; Uusi-Kyyny, Petri; Alopaeus, Ville; Hyväkkö, Uula; King, Alistair WT (2016-10-01). "Возможность термического разделения при переработке дистиллируемой ионной жидкости [DBNH][OAc] в производстве целлюлозного волокна". Chemical Engineering Research and Design . 114 : 287–298. doi :10.1016/j.cherd.2016.08.032. ISSN 0263-8762.

[:2-7] Ribeiro, Filipe MS; Lima, Carlos FRAC; Silva, Artur MS; Santos, Luís MNBF (2018-09-18). "Экспериментальные доказательства образования азеотропа из протонных ионных жидкостей". ChemPhysChem . 19 (18): 2364–2369. doi :10.1002/cphc.201800335. ISSN 1439-4235. PMID 29799151. S2CID 44127885.

[8] Лопес, Хосе Н. Канонджиа; Ребело, Луис Пауло Н. (2010-02-09). «Ионные жидкости и реактивные азеотропы: непрерывность апротонных и протонных классов». Физическая химия Химическая физика . 12 (8): 1948–1952. Bibcode :2010PCCP...12.1948L. doi :10.1039/B922524M. ISSN 1463-9084. PMID 20145863.

[9] Бэрд, Захария Стивен; Ууси-Кыйны, Петри; Витос, Джоанна; Рантамяки, Антти Х.; Сикста, Герберт; Видмер, Сюзанна К.; Алопеус, Вилле (14 мая 2020 г.). «Парожидкостное равновесие ионной жидкости 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ения ацетата и его смесей с водой». Журнал химических и инженерных данных . 65 (5): 2405–2421. doi : 10.1021/acs.jced.9b01039 . ISSN 0021-9568.

[10] Бэрд, Захария Стивен; Ууси-Кюйни, Петри; Дальберг, Артур; Седеркранц, Даниэль; Алопаеус, Вилле (2020-10-01). "Плотность, вязкость и теплопроводность ионной жидкости 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дек-5-ений ацетат и его смеси с водой". Международный журнал термофизики . 41 (12): 160. Bibcode : 2020IJT....41..160B. doi : 10.1007/s10765-020-02742-4 . ISSN 1572-9567.