Roztavené Soli a Iontové Kapaliny

Vytápění sůl, aby se jeho teplota tání produkuje roztavenou solí. Pokud bychom například zahřáli vzorek pevného NaCl na teplotu tání 801°C, roztavil by se, aby poskytl stabilní kapalinu, která vede elektřinu. Vlastnosti roztavených solí jiných než elektrické vodivosti jsou jejich vysoká tepelná kapacita, schopnost dosáhnout velmi vysokých teplot (nad 700°C) jako kapaliny a užitečnost jako rozpouštědla kvůli jejich relativně nízké toxicitě.

roztavené soli mají mnoho využití v průmyslu a laboratoři. Například v solární věže v poušti Kalifornie, zrcadla sbírat a soustředit sluneční světlo tát směs dusitanu sodného a dusičnanu sodného. Teplo uložené v roztavené soli se používá k výrobě páry, která pohání parní turbínu a generátor, čímž vyrábí elektřinu ze Slunce pro jižní Kalifornii.

vzhledem k nízké toxicitě a vysoké tepelné účinnosti byly roztavené soli použity také v jaderných reaktorech, aby umožnily provoz při teplotách vyšších než 750°C. Jeden prototyp reaktoru testovaný v padesátých letech používal palivo a chladicí kapalinu sestávající z roztavených fluoridových solí, včetně NaF, ZrF4 a UF4. Roztavené soli jsou také užitečné v katalytických procesech, jako je zplyňování uhlí, při kterém uhlík a voda reagují při vysokých teplotách za vzniku CO a H2.

Roztavené soli jsou dobré elektrické vodiče, mají vysokou tepelnou kapacitu, může udržovat vysokou teplotu jako kapalina, a jsou relativně netoxické.

i když roztavené soli se osvědčily jako velmi užitečné, v poslední době chemici studovali vlastnosti iontových kapalin iontové látky, které jsou kapalné při pokojové teplotě a tlaku. Tyto látky se skládají z malých, symetrické anionty, jako PF6− a BF4−, v kombinaci s větší, asymetrické organické kationty, které zabraňují tvorbě vysoce organizované struktury, což má za následek nízký bod tání. Změnou kationtu a aniontu mohou chemici přizpůsobit kapalinu specifickým potřebám, jako je použití rozpouštědla v dané reakci nebo extrakce specifických molekul z roztoku. Například iontová kapalina sestávající z objemného kationtu a aniontů, které váží kovové kontaminanty, jako jsou ionty rtuti a kadmia, mohou tyto toxické kovy odstranit z prostředí. Podobný přístup byl uplatněn při odstraňování uranu a americia z vody kontaminované jaderným odpadem.

Iontové kapaliny se skládají z malých, symetrické anionty v kombinaci s větší asymetrické kationty, které produkují vysoce polární látka, která je kapalná při pokojové teplotě a tlaku.

počáteční zájem o iontové kapaliny se soustředil na jejich použití jako low-teplota alternativa k roztavené soli v baterie pro rakety, jaderné hlavice a kosmických sond. Další výzkum ukázal, že iontové kapaliny mají další užitečné vlastnosti-například některé by mohly rozpustit černou gumu vyřazených pneumatik, což by umožnilo jejich recyklaci. Jiné by mohly být použity k výrobě komerčně důležitých organických sloučenin s vysokou molekulovou hmotností, jako je polystyren a plexisklo, rychlostí 10krát rychlejší než tradiční metody.