مقدمه :
هرروزه رد پای علم شیمی در صنعت ، پزشکی ، داروسازی ، کشاورزی ، تجارت و..... پررنگ تر می شود .در واقع هیچ جنبه ای از زندگی بشر نیست که به نوعی با دا نش شیمی در ارتباط نباشدمتاسفانه به موازات نقش موثری که صنایع شیمیائی در زندگی روزمره انسان ها ایفا می کنند اثرات زیان آوری نیز بر روی محیط زیست یا سلامتی انسان ها باقی می گذارند .ا ز این رو حذف یا کاهش اثرات منفی ناشی از فرایند های شیمیائی وکاهش انتشار مواد خطرناک از جمله دغدغه های شیمیدانان است . به این منظور دانشمندان در تلاشند که تا حد امکان خطر ذاتی مواد را کاهش دهند و یا موادی را جایگزین کنند که نقش آلایندگی کمتری داشته و یا آنکه راحت تر باز یافت شوند هر نوع فعالیتی در این زمینه" شیمی سبز" خوانده می شود شیمی سبز عبارت است از طراحی ، توسعه و بکارگیری فرایندها و واکنش های مناسب برای کاهش یاحذف مواردی که برای انسان یا محیط زیست خطرناک هستند .یک دسته از مواد پرکاربرد ،حلال هائی هستند که در طی واکنش های شیمیائی بکار گرفته می شوند این حلال هاکه اغلب سمی و آتشگیرند دررده مهمترین عوامل آلاینده قرارگرفته ا ند مشکلات ناشی از جداسازی حلال ها از محصولات ،بازیافت کامل این حلالها مخاطرات زیست محیطی وهزینه های هنگفتی که صرف کنترل این حلالها می شود توجه محققان را به سمت استفاده از حلال های سبز معطوف داشته است .مایعات یونی دسته جدیدی از ترکیبات شیمیائی هستند که با خواص وویژگی های فوق العاده خود قادر به ایجاد محیط های شیمیائی سبز به منظور اجرای فرایندهای شیمیائی و جایگزینی مناسب برای حلال ها آلی ومعدنی می باشنددراین مقاله پس از تشریح ماهیت و ساختار مایعات یونی ، ویژگی های منحصر بفرد این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفته و در آخر به برخی از کاربردهای آنان اشاره شده است
مایعات یونی :
ترکيبهاي آلي فرار به سختي از محصولات واکنش مورد نظر جدا شده و مشکل بازيافت مي گردند از بين بردن آنها نیز مستلزم صرف هزينه هاي زياد بوده واثرات زيان آوری بر روي محيط دارد در مقابل مایعات یونی خواص منحصر بفرد ومثبتی دارند که موجب شده محققان هرچه بیشتر به استفاده ازاین حلال ها بجای حلال های آلی گرایش داشته باشند . از جمله این ویژگی ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
1)مايعات يوني، بدلیل داشتن فشار بخار پايين وعدم فراریت نقش آلایندگی ندارند
2)مایعات یونی، پايداري گرمايي زيادی دارند ودر دماهای بالا دچار تجزیه و تغییر ماهیت نمی شوند . این ویژگی موجب می گردد ، جداسازی محصول از حلال با سهولت بیشتری صورت گرفته قابليت بازيافت آنها افزایش یابد 3)از دیدگاهی دیگر، بسیاری از حلال های آلی یا معدنی ماهیت آتشگیری دارند از این رو ریسک انجام فرایندهای شیمیائی در این نوع حلال ها، بسیار بالاست در حالیکه مایعات یونی آتشگیر نبوده ومحیطی ایمن برای انجام واکنشها فراهم می نمایند4)مایعات یونی، قادرند محدوده وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی را در خود حل کنند. از آنجائی که تغییر آنیون و کاتیون ها سبب ایجادتغییردر خواص فیزیکی آنها می شود دامنه کاربردی آنها بسیار وسیع است5) يکي از جالبترين ویژگی هاي یون های مایع ، این است که آنها این قایلیت را دارند که برای هرنوع واکنش خاص طراحی شوند.خواصي از قبيل چگالي, نقطه ذوب, امتزاج پذيري با آب و سایر حلالها , گرانروي, قطبيت, خصلت اسيدوباز, قابليت کئوردينه شدن با تغییر آنیون ها وکاتیون ها تغییر می کند بنابراین با انتخاب مناسب جزء کاتيون و يا آنيون میتوان حلال مناسب برای واکنش مورد نظر را سنتز کرد براي مثال حلاليت يک مايع يوني در آب با تغيير گروه آلکيل روي جزء کاتيون دچار تغییرمی شود . با افزايش طول زنجير آلکيلی حلاليت در آب به علت افزايش آبگريزي کاتيون کاهش وقابلیت انحلال ترکیبات آلی وناقطبی افزایش می یابد . تغيير آنيون نیز بطورچشمگیری بر خواص شيميايي وفيزيکي این ترکیبات موثر است نمک هاي متشکل از کاتیون ايميدازوليوم با آنيونهاي هاليد, استات, نيترات و تري فلورواستات با آب امتزاج پذيرند ودر حالیکه نمکهای همین کاتیونها با آنیون هایی مانند (هگزافلوئوروفسفات )یا (بيس تري فلوئورومتيل سولفونيل )امتزاج ناپذير و نمک هاي ايميدازوليوم با تترافلوروبورات بسته به استخلاف هاي روي جزء کاتيون میتوانند امتزاج پذير يا امتزاج ناپذير باشند .
اندازه و شکل کاتيون درون مايعات يوني در تعيين نقطه ذوب اين نمکها بسیار مهم است. مايعات يوني حاوي آنيون هاليدها نقاط ذوب بيشتري نسبت به آنيونهاي حجيم تر دارند و عموماًنقطه ذوب با افزايش طول زنجير استخلاف زياد ميشوداز دیگرمزایای مایعات یونی میتوان به موارد زیر اشاره کرد·قطبیت بالا وعدم تشکیل کمپلکس
·مایع بون در طیف وسیعی از دما
·دانسیته بالا
·هدایت الکتریکی بالا
·پایداری حرارتی
·پنجره الکترو شیمیائی وسیع
·قابلیت بالای سولواتاسیون
کاربرد مایعات یونی در فرایندهای شیمیائی :
تحقیقات اخیر نشان می دهد که جایگزینی یک حلال با یک مایع یونی بهبود قابل ملاحظه ای در فرایند های شیمیائی فراهم می آورد .از جمله کاربرد مایعات یونی می توان به موارد زیر اشاره کرد
·حلال سبز در واکنش های نیازمند به محیط قطبی مانند واکنش های پلیمر شدن تراکمی ورادیکالی ، انتقال بار و.....
·فاز ساکن در کروماتوگرافی گازی و افزودنیهای فاز متحرک وفاز ساکن در کروماتوگرافی مایع. بطور ویژه مناسب برای فرایندهای جداسازی مایع – مایع آروماتیکها وترکیبات اورگانوسولفوراز هیدروکربنها
·کاتالیست در فرایندهای پتروشیمیائی نظیر هیدروژناسیون اولفین ها
·جاذب گاز های اسیدی CO[SUB]2[/SUB] ، H[SUB]2[/SUB]S ، SO[SUB]2[/SUB]
منابع:
وب سایت پژوهشگاه صنعت نفتhttp://www.sid.ir/fa/VEWSSID/J_pdf/45013875803.pdfوبلاگ محیط زیستhttp://www.sasan11.blogfa.com/post-338.aspx
Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071
Seddon, K. R. J. Chem. Tech. Biotechnol. 1997, 68, 351.
