Agregación de líquidos iónicos de la familia 1-ALQUIL-3 METIL-IMIDAZOLIO en presencia de sales inorgánicas

Abstract

Los líquidos iónicos son una clase de sales orgánicas que se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente. La particularidad de sus propiedades físicas y químicas, entre ellas la capacidad de formar agregados, ha despertado el interés de los investigadores que han diversificado sus aplicaciones, entre las que se encuentran la utilización de dichos líquidos como solventes nobles en síntesis orgánicas, en electroquímica y diversos procesos de separación mecánica. Sin embargo es poco lo que se sabe del comportamiento de estos líquidos cuando se encuentran presentes en una mezcla de solución acuosa. Este Trabajo Especial de Grado contempló la realización de mediciones de conductividad eléctrica en función de la concentración molar, para líquidos iónicos del tipo cloruro de 1-alquil-3-metil-imidazolio en un rango de temperaturas entre 25 y 45ºC. Dichos líquidos iónicos fueron disueltos en soluciones electrolíticas de sales de naturaleza caotrópica (KCl) o cosmotrópica (MgCl2), a diferentes concentraciones (0,1mM, 1mM y 10mM), con el fin de determinar si existe o no formación de agregados, y en caso de ser posible cuantificar la Concentración de Agregación Crítica (CAC). Las experiencias realizadas permitieron determinar la CAC para los líquidos iónicos empleados [OMIM][Cl], [DDMIM][Cl], [HDMIM][Cl] y [ODMIM][Cl] en presencia de KCl 1mM a 25ºC. También se determinó que el MgCl2 tiene un efecto más determinante sobre la reducción de la CAC que el KCl para sistemas [DDMIM][Cl] – solución electrolítica (1mM), efecto más acentuado a medida que la concentración de electrolito se incrementó. Por otra parte para el sistema [ODMIM][Cl]-MgCl2 1mM se produjo un efecto de salting-out atribuido a la naturaleza cosmotrópica del electrolito. El efecto de la temperatura fue analizada para el sistema [HDMIM][Cl] - KCl 1mM del cual se obtuvo tanto la CAC del rango de temperaturas en estudio, aunado al grado de enlace del contraión el cual demostró ser mayor que el registrado para los sistemas de [HDMIM][Cl]- agua. Los parámetros termodinámicos como energía libre de Gibbs (ΔGº) entalpía (ΔHº) y entropía (ΔSº) también fueron estimados, obteniéndose que el proceso de agregación en presencia del electrolito estudiado ocurre de forma espontánea. Finalmente, se recomienda realizar estudios posteriores para generar mayor información experimental acerca del efecto de la concentración y del tipo de sal empleada, así como emplear otros líquidos iónicos de la misma familia imidazolio para evaluar el efecto del anión sobre el proceso de agregación en presencia de sales inorgánicas.