الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۷۹
کد مقاله
CHEM79
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
نام انگلیسی
Structure and Solvation in Ionic Liquids
تعداد صفحه به فارسی
۳۸
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۰
کلمات کلیدی به فارسی
ساختار, حلال پوشی, مایعات یونی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Structure, Solvation, Ionic Liquids
مرجع به فارسی
کالج شیمی و مهندسی مواد شیمیایی
مرکز کوئیل و مدرسه ریاضی و فیزیک، دانشگاه کوئینز، بلفاست، انگلستان
مرجع به انگلیسی
School of Chemistry and Chemical Engineering, The QUILL; Centre and School of Maths and Physics, Queen’s University; Belfast, Belfast, U.K. – CHRISTOPHER HARDACRE, JOHN D. HOLBREY, MARK NIEUWENHUYZEN, AND TRISTAN G. A. YOUNGS
کشور
انگلستان
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
چکیده
این مقاله اطلاعات تجربی استفاده شده برای فهم ساختار مایعات یونی و برهمکنشهای حل شونده – حلال، هم در حل شونده های مولکولی و هم کمپلکسهای فلزی حل شده، را توصیف می کند. بطور کلی، ساختار مایعات یونی تعیین شده از اطلاعات تجربی توافق خوبی را هم با ساختارهای شبیه سازی شده و هم با ساختارهای حالت جامد نشان می دهد. در تمام مایعات یونی مطالعه شده، این نکته معلوم شده است که نظم قوی بار منجر به نظم در محدوده طولانی حتی در حضور یک حل شونده می شود. در کمپلکسهای فلزی حل شده، مایع یونی، بصورت ساده نیست و هم با تغییر کاتیون و هم با تغییر آنیون، وابستگی بر روی گونه زایی مشاهده می شود.
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
مقدمه
ساختار مایعات سالهاست مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسیها بطور کلی بر آرایشها در حلالهای مولکولی نظیر آب، ترسیوتونانول و حلالهای کلردار شده ساده متمرکز شده اند. حوزه نمکهای مذاب و ساختارهای مربوط به آن خیلی کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. و در حوزه تحت بررسی، مبحث مطالعاتی ساختار مایعات یونی در دمای اتاق هنوز طفولیت خود را طی می کند. علاقه به مایعات یونی از خواص آنها (شامل فشار بخاری که بطور موثر صفر است) و بصورت تغییر بعضی از این خواص ناشی می شود. این حوزه موضوع تعداد روز افزونی از مقالات بوده است که عمدتا بر کاربردشان برای فرآیندهای الکتروشیمیایی یا بصورت محیط های واکنش متمرکز شده اند و این موارد موضوع تعدادی از مقالات مروری اخیر بوده است۱.
از انواع تکنیکهای تجربی برای بررسی ساختار مایعات استفاده شده است از جمله شکست نوترون، پراش پرتو X و ساختار ریز جذب پرتو X (EXAFS) و اسپکتروسکوپی NMR. اهمیت روشن سازی ساختار مایعات واضح است زیرا این کار شاخصی را ارائه می دهد مبنی بر اینکه کدام برهمکنشها در داخل فاز مهم هستند و بنابراین کدامیک از خواص شمیایی و فیزیکی مایعات مانند حلال پوشی، چگالی، گرانروی و قطبیعت حاکم هستند. اندربای و همکارانش، از لحاظ مطالعه ساختار نمک مذاب / مایع یونی پیشگام بودند و به وضوح نشان دادند که ساختار NaCL مذاب، بعنوان مثال، تحت تاثیر تغییر برهمکنشهای آنیون و کاتیون قرار می گیرد۲. در این مورد، نظم محلی به خارج از سه یا چهار جفت آنیون – کاتیون گسترش می یابد و نمک مذاب یک مایع بسیار ساختاردار است. از این زمان به بعد، تعیین تجربی محیط های یونی با بررسی محدوده گسترده نمکهای تک جزئی و دو جزئی بطور قابل توجهی گسترش یافته است.
شکست نوترون برای بررسی ساختار هالوآلومیناتهای قلیایی از نوع (MX)y(AlX3)l-y، که در آن M یک فلز قلیایی و X یک هالوژن (Cl یا Br) است، بکار برده شده است۳. در سیستم های با پایه KBr و KCl که در آنها y مساوی ۲۵/۰ و ۳۳/۰ است، شکست به وضوع توافق خوبی را با اطلاعات رامان و فروسرخ۴، که در آن هم برای نمکهای برمیدی و هم برای نمک های کلریدی، آنیون های [Al2X7]– در گونه زایی آلومینیوم غالب هستند، نشان می دهد. علاوه بر این، یک توافق قوی بین ساختار مایع و ساختارهای کریستالی مواد مربوطه نظیر K[Al2Br7] یافته شده است. بادیال و همکارانش نیز ساختار مخلوط های دو تایی AlCl3 و NaCl و LiCl از مقدار اضافی تا مخلوط ۱:۱ را بررسی کردند۵.
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
ساختار نمکهای دی متیل ایمیدازولیوم
محدوده ای از نمکهای ۱ و ۳- دی متیل ایمیدازولیوم ([dmim]+) با استفاده از شکست نوترون به صورت مشابه با مشتقات با طول زنجیر طولانی تر مورد بررسی قرار گرفته است۲۰-۱۸. این نمکها متقارن هستند (شکل ۱) و در مطالعات تجربی برای ساده سازی آنالیز مورد استفاده قرار گرفته اند. گرچه آنها نقاط ذوب بالاتری از مایعات یونی مبتنی بر جانشینی زنجیر آلکیل نامتقارن بر روی اتمهای نیتروژن حلقه دارند، هنوز اطلاعات عمومی مفیدی در مورد مایعات یونی فراهم می کنند. شکل ۲ توزیع احتمالی کلرید در اطراف کاتیون ایمیدازولیوم مرکزی در [dmim]Cl17، تعیین شده از مدل سازی اطلاعات نوترون با استفاده از فرآیند تصفیه ساختاری پتانسیل تجربی (EPSR) مبتنی بر انطباق اطلاعات تجربی با روش مونت کارلوی برگشتی را نشان می دهد۲۱. این مطلب معلوم شده که نظم قوی بار در این مایع یونی با تغییر آنیونها و کاتیونها در تابع توزیع شعاعی وجود دارد که با آنچه قبلا برای نمکهای مذاب هالیدهای قلیایی گزارش شده، توافق دارد. بطور مشابه، توابع توزیع احتمال برای مایعات یونی متناظر با آنیونهای هگزافلوئوروفسفات ([PF6]–)18 و بیس{(تری فلوئورومتیل)سولفونیل} ایمید ([NTf2]–)19 نیز به صورت نشان داده شده در شکل ۲ تعیین شده است. بین هر یک از توزیعها بخاطر تفاوت در آنیونهای موجود، اختلافاتی مشاهده می شود. بررسی تماسهای کاتیون – کاتیون نشان می دهد که در[dmim]Cl، کاتیونها Å ۵/۵ از هم فاصله دارند در حالیکه برای مشابه های هگزافلوئوروفسفات و بیس {(تری فلوئورومتیل)سولفونیل} ایمید، این فواصل به ترتیب ۳/۶ و Å ۰/۷ هستند که اتصالات کاتیون به کاتیون با افزایش اندازه آنیون Cl–< [PF6]–< [NTf2]– بیشتر می شود. بطور مشابه، فواصل آنیون – کاتیون با اندازه آنیون: Å ۲/۴ (Cl-)، Å ۵/۴ ([PF6]-)، Å ۲/۵ ([NTf2]-)، گسترش می یابد. گرچه در هر مورد، نظم بار مشاهده می شود، الگوی تغییر آنیون – کاتیون – آنیون در مورد [dmim][NTf2] از مایعات [dmim]Cl یا [dmim][PF6] اهمیت کمتری دارد، این مطلب بوسیله موقعیت تقریبا همزمان پوسته های ثانویه کاتیونها و آنیونها در [dmim][NTf2] در Å ۱۳ ~ نشان داده می شود.
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
برهمکنشهای حل شونده – حلال
چنانچه بخواهیم درک جامعی از شیمی مایعات یونی بدست آید، فهم خوبی از برهمکنش های حل شونده – حلال ضروری – است. این امر بسیار مهم است که بین واکنش های انجام شده در مایعات یونی و حلال های مولکولی، اختلافاتی روی دهد. نمایشی از اثر مایعات یونی با بررسی حلال پوشی آب در مایعات یونی با استفاده از شبیه سازی۳۴ و اسپکتروسکوپی ارتعاشی۳۵ ارائه شده است. وابستگی شفاف پراکندگی (پخش) آب در مایعات یونی با توجه به غلظت آن بدست آمده است. در غلظت پایین، آب بصورت مولکولی پراکنده می شود در حالیکه در غلظت های بالاتر، آب انباشته شده نیز وجود دارد. در مقابل، در مخلوط های آب در الکل ها، بعنوان مثال، فاز مایع در مقیاس میکروسکوپی تفکیک می شود تا نواحی آبگریز و نواحی آبدوست تشکیل دهد۳۶. این توصیف مفصل، توضیحی را برای اینکه چرا بعضی از مایعات یونی «مرطوب» می توانند حل شونده های ناپایدار را بصورت هیدرولیتی پایدار سازند، فراهم می کند۳۷.
حل شونده های مولکلوی. چند ساختار مفصل از ساختارهای حل شونده – مایع که بصورت تجربی تعیین شده، در گذشته گزارش داده شده اند. در اغلب موارد، برهمکنش حلال با حل شونده بجای اثر حل شونده بر روی ساختار گسترش یافته حلال مورد بررسی قرار گرفته است. مورد اخیر با استفاده از پراکندگی (پراش) نوترون برای مخلوط های بنزن با [dmim][PF6] ردیابی شده است۳۸.
کمپلکسهای فلزی حل شده.EXAFS به گستردگی برای بررسی ساختار کمپلکس های فلزی هم در مایعات یونی نسل او و هم در مایعات یونی نسل دوم و هم در سطح طبیعی در طی واکنش و هم در سطح آزمایشگاهی بکار برده شده اند۴۵. دنت و همکارانش از جمله اولین کسانی بودند که این تکنیک را برای مطالعه انحلال [C2mim][MCl4] در مخلوط هایی دوتایی [C2mim]Cl-AlCl3 برای M = Mn، Co و Ni بصورت تابعی از جزء مولی های AlCl3 بکار بردند۴۶. ذکر این نکته مهم است که این مطالعه ماهیت غیر ساده مایع یونی در گونه های حل شده را برای اولین بار نشان داد. در اینجا، این نکته معلوم شده که کوئوردیناسیون Ni، Co و Mn، هنگامی که جزء مولی AlCl3 افزایش می یابد، از [MCl4]2- به [M(AlCl3)4]– تغییر می یابد.
ساختار و حلال پوشی در مایعات یونی
خلاصه
درک ما از سیستم های مایعات یونی هم از لحاظ ساختار مایع و هم از نظر برهمکنش مایع – حل شونده اساسی تر شده است. نظم بار واضحی در مایعات یونی یافت می شود اما همچنانکه انتظار می رود، با افزایش عدم استقرار بار در آنیون، پیوند یونی نرم تر می شود و منجر به افزایش همپوشانی در پوسته های کوئوردیناسیون آنیون / کاتیون می شود. در حضور بنزن، نظم در محدوده طولانی یافت شده در حلال ناخالص هنوز وجود دارد و آنیونها و کاتیونها در آغاز مولکول را به ترتیب در صفحه بنزن و در بالا و پایین حلقه حلال پوش (سولواته) می کنند. در گلوکز، پیوند هیدروژنی قوی بین گروه های هیدروکسیل و کلرید مشاهده می شود و تصور بر این است که این پدیده دلیلی است بر اینکه مایعات یونی با پایه کلرید می توانند گلوکز را به نحو موثری در خود حل کنند. در این مورد، آنیونهای پل ساز کلرید بصورت ساختار غالب وجود دارند و منجر به نسبت کلرید / هیدروکسیل ۴:۵ که عمومی تر هستند، می شود. حلال پوشی گونه های محتوی فلز در مایعات یونی نسل اول و دوم، محدوده گسترده ای از ساختارها را نشان می دهد و EXAFS ابزاری را برای درک روابط ساختار – فعالیت هم در سیستم های کاتالیزوری و هم در سیستم های استخراجی می باشد. بعنوان مثال، در واکنش هک، فقط این نکته معلوم شده که واکنش در حضور نانو ذرات پالادیم به نحو موثری کاتالیز می شود. در اینجا رشد ذرات مستقیما به سرعت واکنش ارتباط پیدا می کند. پالادیم، در حضور کلرید، بصورت کمپلکس [PdCl4]2- یا بیس – کاربن پایدار می شود و از رشد نانو ذرات جلوگیری می کند و منجر به فعالیت کم در فرآیند جفت سازی هک می شود. با این وجود، علیرغم بینش بدست آمده از این مطالعات، تعداد گزارش های تجربی در مقایسه با مطالعات تئوری هنوز کم است. گرچه هنوز کمبود دسترسی به اطلاعات تعیین شده تجربی که می تواند با شبیه سازیهای موجود مقایسه شود، وجود دارد، به نظر می رسد که بین تئوری و تجربی توافق خوبی برقرار باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
