水と疎水性イオン液の相互溶解度

イオン液体（IL）のイオン性は、環境に優しい「新生児」溶媒としてこれらの流体の研究に関心を高める固有の特性のユニークな組み合わせをもたらします。主な研究分野の1つは、液液抽出の溶媒としての搾取ですが、ILは蒸発することはできませんが、大気汚染につながるが、環境水生リスクの原因となる可能性のある水との誤った混和性を示しています。したがって、産業用途の前にILと水の間の相互溶解度を知ることが重要です。この研究では、疎水性でありながら吸湿性イミダゾリウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、およびピペリジニウムベースのILSの相互溶解度は、アニオンビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、ヘキサフルオロスリン酸、およびトリシヤノメタンの158.1588.1588.1588.1588.1588.1588.1588.1588.1588.15を組み合わせたものと組み合わせて組み合わせて併用します。ILS構造の組み合わせの効果、つまり、これらの相互溶解度におけるカチオン側のアルキル鎖の長さ、陽イオン置換の数、陽イオンファミリー、およびアニオンのアイデンティティについて、いくつかの因子の影響を分析および議論します。陰イオンの疎水性は順序で増加します[c（cn）（3）] <[pf（6）] <[tf（2）n]一方、陽イオンの疎水性は[c（n）mim] <[[c（n）mpy] <or = [c（n）mpyr] <[c（n）mpip]およびアルキル鎖の長さが増加します。水中のイオン液体溶解度の温度依存性の実験的測定から、ギブスエネルギー、エンタルピー、無限希釈時のエントロピーなどの溶液の熱力学的モル機能が決定され、水中のこれらのILの溶解度が鋭く駆動され、それが示されています。ILリッチ相の陰イオン溶媒和は、水への溶解度を制御します。単一分子量子化学計算に基づく予測方法であるCOSMO-RSは、実験データと許容可能な定性的契約を提供できることが示されたWater-ILバイナリシステムの説明についても評価されました。

The ionic nature of ionic liquids (ILs) results in a unique combination of intrinsic properties that produces increasing interest in the research of these fluids as environmentally friendly "neoteric" solvents. One of the main research fields is their exploitation as solvents for liquid-liquid extractions, but although ILs cannot vaporize leading to air pollution, they present non-negligible miscibility with water that may be the cause of some environmental aquatic risks. It is thus important to know the mutual solubilities between ILs and water before their industrial applications. In this work, the mutual solubilities of hydrophobic yet hygroscopic imidazolium-, pyridinium-, pyrrolidinium-, and piperidinium-based ILs in combination with the anions bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, hexafluorophosphate, and tricyanomethane with water were measured between 288.15 and 318.15 K. The effect of the ILs structural combinations, as well as the influence of several factors, namely cation side alkyl chain length, the number of cation substitutions, the cation family, and the anion identity in these mutual solubilities are analyzed and discussed. The hydrophobicity of the anions increases in the order [C(CN)(3)] < [PF(6)] < [Tf(2)N] while the hydrophobicity of the cations increases from [C(n)mim] < [C(n)mpy] < or = [C(n)mpyr] < [C(n)mpip] and with the alkyl chain length increase. From experimental measurements of the temperature dependence of ionic liquid solubilities in water, the thermodynamic molar functions of solution, such as Gibbs energy, enthalpy, and entropy at infinite dilution were determined, showing that the solubility of these ILs in water is entropically driven and that the anion solvation at the IL-rich phase controls their solubilities in water. The COSMO-RS, a predictive method based on unimolecular quantum chemistry calculations, was also evaluated for the description of the water-IL binary systems studied, where it showed to be capable of providing an acceptable qualitative agreement with the experimental data.