gesmolten zouten en Ionische vloeistoffen
door een zout tot het smeltpunt te verhitten ontstaat een gesmolten zout. Als we een monster van vaste NaCl verwarmen tot het smeltpunt van 801°C, bijvoorbeeld, zou het smelten om een stabiele vloeistof die elektriciteit geleidt geven. De eigenschappen van gesmolten zouten anders dan elektrische geleidbaarheid zijn hun hoge warmtecapaciteit, het vermogen om zeer hoge temperaturen (meer dan 700°C) als vloeistof te bereiken, en nut als oplosmiddelen vanwege hun relatief lage toxiciteit.
gesmolten zouten worden veel gebruikt in de industrie en in het laboratorium. Bijvoorbeeld, in zonne-energie torens in de woestijn van Californië, spiegels verzamelen en richten zonlicht om een mengsel van natriumnitriet en natriumnitraat smelten. De warmte die wordt opgeslagen in het gesmolten zout wordt gebruikt om stoom te produceren die een stoomturbine en een generator aandrijft, waardoor elektriciteit uit de zon wordt geproduceerd voor Zuid-Californië.
vanwege hun lage toxiciteit en hoge thermische efficiëntie zijn gesmolten zouten ook gebruikt in kernreactoren om te kunnen werken bij temperaturen hoger dan 750°C. Een prototype reactor getest in de jaren 1950 gebruikte een brandstof en een koelmiddel bestaande uit gesmolten fluoride zouten, met inbegrip van NaF, ZrF4 en UF4. Gesmolten zouten zijn ook nuttig in katalytische processen zoals kolenvergassing, waarbij koolstof en water bij hoge temperaturen reageren om CO en H2 te vormen.
gesmolten zouten zijn goede elektrische geleiders, hebben een hoge warmtecapaciteit, kunnen als vloeistof een hoge temperatuur handhaven en zijn relatief niet giftig.
hoewel gesmolten zouten zeer nuttig zijn gebleken, hebben recentere chemici de kenmerken bestudeerd van ionische vloeistoffen, ionische stoffen die vloeibaar zijn bij kamertemperatuur en druk. Deze stoffen bestaan uit kleine, symmetrische anionen, zoals PF6− en BF4−, gecombineerd met grotere, asymmetrische organische kationen die de vorming van een sterk georganiseerde structuur voorkomen, wat resulteert in een laag smeltpunt. Door het kation en het anion te variëren, kunnen chemici de vloeistof aanpassen aan specifieke behoeften, zoals het gebruik van een oplosmiddel in een bepaalde reactie of het extraheren van specifieke moleculen uit een oplossing. Bijvoorbeeld, kan een ionische vloeistof die bestaat uit een omvangrijk kation en anionen die metaalcontaminanten zoals kwik en cadmiumionen binden die giftige metalen uit het milieu verwijderen. Een soortgelijke aanpak is toegepast voor de verwijdering van uranium en americium uit water dat is verontreinigd met nucleair afval.
Ionische vloeistoffen bestaan uit kleine, symmetrische anionen gecombineerd met grotere asymmetrische kationen, die een zeer polaire stof produceren die een vloeistof is bij kamertemperatuur en druk.
de initiële interesse in Ionische vloeistoffen was gericht op het gebruik ervan als een alternatief voor gesmolten zouten bij lage temperaturen in Batterijen voor raketten, kernkoppen en ruimtesondes. Verder onderzoek toonde aan dat Ionische vloeistoffen andere nuttige eigenschappen hadden—bijvoorbeeld, sommige konden het zwarte rubber van afgedankte banden oplossen, waardoor het kan worden teruggewonnen voor recycling. Andere kunnen worden gebruikt om commercieel belangrijke organische verbindingen met een hoge moleculaire massa, zoals piepschuim en Plexiglas, te produceren in snelheden 10 keer sneller dan traditionele methoden.