stopione Sole i ciecze jonowe

ogrzewanie soli do temperatury topnienia wytwarza stopioną sól. Gdybyśmy ogrzali próbkę stałego NaCl do temperatury topnienia 801°c, na przykład, stopiłaby się, dając stabilną ciecz przewodzącą elektryczność. Właściwości stopionych soli innych niż Przewodność elektryczna to ich wysoka pojemność cieplna, zdolność do osiągnięcia bardzo wysokich temperatur (ponad 700°C) jako cieczy i użyteczność jako rozpuszczalniki ze względu na ich stosunkowo niską toksyczność.

stopione Sole mają wiele zastosowań w przemyśle i laboratorium. Na przykład w wieżach elektrowni słonecznych na pustyni w Kalifornii lustra zbierają i skupiają światło słoneczne, aby stopić mieszaninę azotynu sodu i azotanu sodu. Ciepło przechowywane w roztopionej soli jest wykorzystywane do produkcji pary, która napędza turbinę parową i generator, wytwarzając w ten sposób energię elektryczną ze słońca dla południowej Kalifornii.

ze względu na niską toksyczność i wysoką sprawność cieplną, stopione sole były również stosowane w reaktorach jądrowych, aby umożliwić pracę w temperaturach powyżej 750°C. Jeden prototypowy reaktor testowany w latach 50. używał paliwa i płynu chłodzącego składającego się ze stopionych soli fluorkowych, w tym NaF, ZrF4 i UF4. Stopione sole są również przydatne w procesach katalitycznych, takich jak zgazowanie węgla, w których węgiel i woda reagują w wysokich temperaturach, tworząc CO i H2.

stopione sole są dobrymi przewodnikami elektrycznymi, mają wysoką pojemność cieplną, mogą utrzymywać wysoką temperaturę jako ciecz i są stosunkowo nietoksyczne.

chociaż stopione sole okazały się bardzo przydatne, ostatnio chemicy badali właściwości cieczy jonowych, substancji jonowych, które są płynne w temperaturze pokojowej i ciśnieniu. Substancje te składają się z małych, symetrycznych anionów, takich jak PF6− i BF4−, w połączeniu z większymi, asymetrycznymi kationami organicznymi, które zapobiegają tworzeniu się wysoce zorganizowanej struktury, co skutkuje niską temperaturą topnienia. Zmieniając kation i anion, chemicy mogą dostosować ciecz do konkretnych potrzeb, takich jak użycie rozpuszczalnika w danej reakcji lub ekstrakcja określonych cząsteczek z roztworu. Na przykład ciecz jonowa składająca się z dużych kationów i anionów, które wiążą zanieczyszczenia metalowe, takie jak jony rtęci i kadmu, może usunąć te toksyczne metale z otoczenia. Podobne podejście zastosowano do usuwania uranu i Ameryki z wody zanieczyszczonej odpadami jądrowymi.

ciecze jonowe składają się z małych, symetrycznych anionów połączonych z większymi kationami asymetrycznymi, które wytwarzają wysoce polarną substancję, która jest cieczą w temperaturze pokojowej i ciśnieniu.

początkowe zainteresowanie cieczami jonowymi skupiło się na ich zastosowaniu jako niskotemperaturowej alternatywy dla stopionych soli w bateriach rakiet, głowic jądrowych i sond kosmicznych. Dalsze badania wykazały, że ciecze jonowe mają inne użyteczne właściwości—na przykład niektóre mogą rozpuścić czarną gumę z zużytych opon, umożliwiając jej odzyskanie w celu recyklingu. Inne mogą być wykorzystywane do produkcji ważnych dla handlu związków organicznych o dużej masie cząsteczkowej, takich jak styropian i Pleksiglas, z szybkością 10 razy szybszą niż tradycyjne metody.