Ionske tečnosti.
Ovo je poseban oblik tečnosti i predstavlja u stvari tečnu so (u hemijskom smislu kao spoj alkalije i kiseline organskog ili neorganskog porijekla).
Ovdije se ne radi o rastvoru soli već o agregatnom stanju materijala.
Da bi se Ionska tekućina nazvala takvom prihvata se tvrdnja da mora biti tečna ispod 100 stepeni Celziusa. U principu postoje mnoge ionske tečnosti tekuće i na sobnoj temperaturi pa i na veoma niskim temperaturama poput -140 C. Međutim ovo nije prihvaćeno pravilo i prema tome svaka tečna sol stvara tečnost karakteristika Ionske tekućine bez obzira na temperaturu, tako normalna kuhinjska so stvara Ionsku tečnost na svojoj tački topljenja od 801 C.
Fuzički uzroci da sol bude u tečnom stanju na sobnoj temperaturi:
Na sobnoj temperaturi soli su u čvrstom stanju, obično kristalne ili staklaste strukture zavisno od metoda solidifikacije, kristalizacijom iz rastvora, sporim ili brzim hlađenjem. Ovo je zbog toga što su molekuli svih soli jako polarni zbog svojih jakih ionskih veza (posjeduju distinktivno pozitivan i negativan kraj molekule) pa stoga jako interaguju sa susjednim molekulima privlačeći jedni druge u čvrstu strukturu.
Međutim da se doskoči ovom problemu koristi se zanimljiv efekat miješanja dvaju soli koje imaju radikalno različitu strukturu i veličinu molekula. Na ovaj način molekuli ovih soli postaju "zbunjeni" (u principu ne zna se ko koga privljači) i privlače sile među njima postaju kaotične i slabe do te mijere da je čvrsta struktura miješavine narušena i postaje tečnost.
Na ovom klipu je sasvim dobro obijašnjen ovaj efekat:
Karakteristike Ionskih Tečnosti:
Moćan rastvarač:
Iako je polarna struktura u Ionskim tečnostima narušena nesimetričnošću, individualno molekuli su i dalje jako polarizirani čineći ove tečnosti najboljim poznatim rastvaračem. Ove tečnosti mogu praktično rastvoriti baš sve nerjetko u opće ne reagujući sa supstancom koja se rastvara.
S druge strane rastvorljiva je i sama so u vodi pa ako se rastvor hidrokarbona u Ionskoj tečnosti pomiješa sa vodom dolazi do potpune separacije hidrokarbona.
Ovaj efekat ima svoju primjenu u recimo ekstrakciji nafte iz uljnog ili bitumenskog pijeska bez potrebe za zagrijevanjem odnosno bez potrebe za trošenjem energije. Bitumenski pijesak se jednostavno pomiješa sa Ionskom tečnošću što dovodi do brzog odvajanja nafte od pijeska i distinktivnu separaciju. ovaj efekat separacije ima i obećavajuću primjenu prilikom čišćenja područja zagađenih izlivanjem nafte.
Primjer na videu:
Takođe ovaj efekat kao i mogućnost programirane separacije čistog jedinjenja iz rastvora ima svoju primjenu u mnogim drugim tehnologijama poput medicine i razvoja ljekova, proizvodnji hrane, ekologiji u opće, sekvestraciji CO2 ili drugih gasova iz atmosfere, nanotehnologiji, proizvodnji biogoriva iz algi, izradi efikasnih solarnih panela itd.
Između ostalog karakteristike Ionskih tečnosti se istražuju i za potrebu nuklearnih tehnologija obrade nuklearnog otpada. U principu rastvorna moć i separacija su zgodne karakteristike kada se želi potrošeno gorivo obraditi na takav način da se ponovo iskoristi ili da se učini što manje opasnim za okoliš.
Skoro zanemariv pritisak pare:
Ionske tečnosti praktično ne isparavaju zbog individualno i dalje jake polarnosti. Ovo ima potencijal primjene u industrijama koje se bave obradom i proizvodnjom gasovitih supstanci, pogotovu u transportu gasova, ukaplivanju i pohrani.
primjer je quote sa Wikipedije koji je jako zanimljiv:
S druge strane nizak parni pritisak ima za posljedicu i da ove soli ne razvijaju otrovne ili zapaljive (eksplozivne) gasove pa su sigurne za manipulaciju i transport. Međutim ovo nipošto ne znači da su neotrovne ili nezapaljive same po sebi, naime većina ih je jako toksična a neke su zapaljive ako dođu u kontakt sa otvorenim plamenom duže vremena. S druge strane bez obzira na temperaturu osim samog faznog prelaza u gasovito stanje (granične temperature koja čini da tečnost direktno prelazi u gasovito stanje, a koje su vrlo visoke u slučaju Ionskih soli) ove tečnosti ne isparavaju, kako je obijašnjeno u ovom videu:The company Air Products uses ILs instead of pressurized cylinders as a transport medium for reactive gases such as trifluoroborane, phosphine and arsine. The gases are dissolved in the liquids at or below atmospheric pressure and are easily withdrawn from the containers by applying a vacuum.
Gas manufacturer Linde exploits the low solubility of hydrogen in ILs to compress the gas up to 450 bar in filling stations by using an ionic liquid piston compressor,[35] which has only 8 moving parts (down from about 500 in a conventional piston pump).
Provodljivost električne struje:
Osnovna karakteristika ovih tečnosti se nalazi u njihovom imenu (Ionske). Ovo znači da sve one provode struju. Ovo ima primjenu u mnogim tehnologijama, počevši od elektronike pa do geologije. Pogodne su za izradu kapaciteta, prekidača, integrisanih kola, monitora sa tekućim kristalima, generatora električne struje, motora itd. Mogu se koristiti za dodatnu minijaturizaciju elektronskih elemenata, proizvodnu elektrolizu metala itd.
Ionske tečnosti se koriste i prilikom eksperimenata koji simuliraju Zemljino magnetsko polje između ostalog.
Egzotične primjene u budućnosti:
Između ostalog posebna vrsta Ionskih tečnosti koje su tekuće i na veoma niskim temperaturama (-140 C) imaju svoju primjenu i u astronautici. između ostalog u planu je izrada teleskopa koji koriste spororotirajuće tečno ogledalo za duboko infracrvena posmatranja na opservatorijama na Mijesecu. Međutim ova primjena stoji negdje u budućnosti, za sada se razmatraju primjene na telekomunikacijskim satelitima ili u sistemima za održavanje života na svemirskim letjelicama sa ljudskom posadom.
Sve ove gore pomenute karakteristike imaju i svoju primjenu u budućnosti u nanotehnologiji.
Opasnosti i negativni efekti, mitigacija i korištene ovih tečnosti u prezervaciji okoliša:
Ionske tečnosti su u principu jako toksične zbog vrlo aktivnih supstanci koje sadrže, jak efekat rastvarača ih čini dodatno opasnim po okoliš i ljude.
S druge strane fizičke karakteristike ovih tečnosti kao to da ne isparavaju, da imaju visok viskozitet i da su podložnje malim manipulacijama da u potpunosti promijene svoje karakteristike ih čini u principu sigurnim za manipulaciju, kontolu, transport i mitigaciju štete u slučaju incidenta.
S druge strane i same se mogu koristiti tokom mitigacije drugih ekoloških incidenata (izlivanja nafte, nuklearnih incidenata, čišćenja toksičnih otpada, sekvestraciji opasnih plinova iz atmosfere ili ispušnih plinova iz raznih postrojenja ili mašina.
Ovdije završavam izlaganje o Ionskim tečnostima, dalje slijede linkovi i još po koji video koji opisuje ove zanimljive supstance:
http://en.wikipedia.org/wiki/Ionic_liquid
http://www.organic-chemistry.org/top...c-liquids.shtm
http://www.iolitec-usa.com/
http://www.electrochem.org/dl/interf.../spr07_p38.pdf
http://www.sigmaaldrich.com/etc/medi...file_v5_n6.pdf
http://www.topbritishinnovations.org...nicLiquid.aspx
http://www.covalentassociates.com/In...%20Liquids.pdf
http://www.sciencedaily.com/releases...0607160333.htm
http://www.intermediates.basf.com/ch...ionic-liquids/
Bookmarks