1-اتیل-3- متیلیمیدازولیوم p-تولوئن سولفونات برای چه مواردی استفاده می شود؟

این ترکیب چیست و چه تفاوتی با سایر مایعات یونی ایمیدازولیوم دارد

1-اتیل-3- متیل ایمیدازولیوم پی تولوئن سولفونات ، معمولاً به صورت مخفف خوانده می شود [EMIM][OTs] یا [EMIM][TOS] یک مایع یونی در دمای اتاق است که کاتیون 1-اتیل-3-متیلیمیدازولیوم پرکاربرد را با آنیون p-toluenesulfonate (توزیلات) جفت می کند. دارای شماره CAS 328090-25-1، فرمول مولکولی C13H18N2O3S و وزن مولکولی 282.36 گرم بر مول است. چیزی که آن را از نمک های ایمیدازولیوم که معمولاً ذکر می شود مانند [EMIM]Cl یا [EMIM][BF4] متمایز می کند، انتخاب آنیون است: توزیلات یک سولفونات آلی نسبتاً حجیم و با هماهنگی ضعیف است تا یک آنیون کوچک هالید یا فلوئوردار که هم رفتار فیزیکی و هم نحوه تعامل آن با دیگر معرف ها را تغییر می دهد.

از آنجایی که آنیون توزیلات به جای غیرآلی آلی است، این نمک در مقایسه با همتایان هالید یا تترافلوئوروبورات خود رفتار ذوب میانی نشان می دهد - برخی از تامین کنندگان نقطه ذوب را در محدوده 25 تا 35 درجه سانتی گراد در نزدیکی دمای اتاق گزارش می کنند، در حالی که برخی دیگر آن را به عنوان یک جامد با نقطه ذوب به احتمال زیاد، درجه خلوص کمتر از 54 درجه سانتیگراد توصیف می کنند. روش اندازه گیری بین دسته ها در عمل، این بدان معناست که این ترکیب بسته به دمای محیط و قرار گرفتن در معرض رطوبت در زمان مشاهده، می‌تواند به صورت یک مایع چسبناک زرد روشن یا یک جامد کریستالی سفید ظاهر شود، که قبل از این که فرض کنیم یک محموله تحلیل رفته است، ارزش دانستن دارد زیرا شکل فیزیکی آن با عکس محصول مطابقت ندارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی که جابجایی و ذخیره سازی را تعیین می کند

خواصی که در استفاده روزانه از این ترکیب اهمیت دارد، ویسکوزیته، رسانایی و رطوبت سنجی آن است، زیرا این سه عامل بر نحوه اندازه‌گیری، ذخیره و استفاده از آن در کار فرمول‌بندی نظارت می‌کنند. ارقام ویسکوزیته گزارش شده به طور قابل توجهی بالا هستند - حدود 5214 cP در 20 درجه سانتی گراد از داده های فنی یک تامین کننده - که آن را بسیار بالاتر از حلال های مولکولی معمولی قرار می دهد و از نظر عملی به یک شربت غلیظ نزدیک تر می شود. این ویسکوزیته بالا بر همه چیز تأثیر می گذارد، از میزان دقیق پیپت کردن آن تا مدت زمان لازم برای رسیدن به تعادل در یک سیستم حلال مخلوط، و اگر محققی به کار با مایعات یونی با ویسکوزیته پایین تر مانند [EMIM][BF4] عادت داشته باشد، به راحتی می توان از آن چشم پوشی کرد.

خوانش رسانایی تقریباً 0.19 mS/cm در دمای 20 درجه سانتیگراد برای مایعات یونی ایمیدازولیوم به طور کلی در انتهای پایینی قرار دارد، که با ویسکوزیته بالاتر حرکت یون را در سیال توده کاهش می دهد. هر کسی که از این ترکیب به عنوان یک جزء الکترولیت استفاده می کند، باید هنگام مقایسه داده های عملکرد در برابر مایعات یونی که از آنیون های کوچکتر و متحرک تر استفاده می کنند، این را در نظر بگیرد.

کاربردهای رایج در الکتروشیمی، کاتالیز و تحقیقات مواد

مانند بسیاری از مایعات یونی مبتنی بر ایمیدازولیوم، این ترکیب عمدتاً در محیط‌های تحقیقاتی به جای تولید صنعتی در مقیاس بزرگ نشان داده می‌شود و کاربردهای آن در چند ناحیه خاص که طبیعت یونی و فرار کم آن نسبت به حلال‌های مولکولی معمولی مزیت دارد، جمع می‌شود. در تحقیقات الکتروشیمی و باتری، به عنوان جزئی از فرمول‌های الکترولیت مورد مطالعه قرار می‌گیرد، زیرا مایعات یونی در این خانواده غیرفرار هستند و می‌توانند مایع یا نزدیک به مایع در یک محدوده دمایی قابل استفاده بدون خطر اشتعال حلال‌های آلی معمولی باقی بمانند. برخی از تامین کنندگان نیز آن را در کاتالوگ های باتری و مواد الکترونیکی به طور خاص به همین دلیل، در کنار سایر نمک های ایمیدازولیوم و پیرولیدینیم مورد استفاده در تحقیقات الکترولیت مشابه قرار می دهند.

حوزه دوم استفاده به عنوان یک محیط واکنش یا اصلاح کننده کاتالیزور در سنتز آلی است که در آن مایعات یونی از این نوع می توانند واسطه های باردار را تثبیت کنند یا انتخاب پذیری را در مقایسه با حلال های سنتی بهبود بخشند، به ویژه در واکنش های حساس به قطبیت حلال. همچنین در زمینه‌های علم مواد، از جمله به‌عنوان یک کپسوله‌سازی یا افزودنی تثبیت‌کننده برای تحقیقات سلول‌های خورشیدی پروسکایت، ظاهر شده است، که منعکس‌کننده روند گسترده‌تری از آزمایش مایعات یونی به عنوان عوامل مانع رطوبت یا غیرفعال‌کننده نقص در فناوری‌های نوظهور فتوولتائیک است. فراتر از این حوزه‌ها، این ترکیب گهگاه در مطالعات دانشگاهی به‌ویژه برای اندازه‌گیری خواص فیزیکی مانند چگالی و ویسکوزیته در یک سری از نمک‌های توزیلات ایمیدازولیوم مرتبط استفاده می‌شود، زیرا ساخت این نوع مجموعه داده مقایسه‌ای به محققان کمک می‌کند تا مایع یونی مناسب را برای یک ویسکوزیته یا نیاز قطبیت معین انتخاب کنند، نه اینکه هر کدام را که شناخته شده‌تر است، پیش‌فرض کنند.

• تحقیق اجزای الکترولیت برای باتری ها و سلول های الکتروشیمیایی
• محیط واکنش یا اصلاح کننده کاتالیزور در سنتز آلی
• کاندید افزودنی در مطالعات کپسوله سازی سلول خورشیدی پروسکایت
• ترکیب مرجع در مطالعات مقایسه ای چگالی و ویسکوزیته مایعات یونی

رطوبت سنجی و شرایط نگهداری: چرا این مایع یونی به مراقبت ویژه نیاز دارد

اکثر تامین کنندگان این ترکیب را به عنوان رطوبت سنجی معرفی می کنند، به این معنی که به راحتی رطوبت هوای اطراف را جذب می کند، و این خاصیت واحد تاثیر عملی بیشتری نسبت به سایر مشخصات ذکر شده دارد. آب جذب شده می تواند رفتار ذوب ترکیب را تغییر دهد، غلظت موثر آن را در یک نمونه وزن شده رقیق کند و در اندازه گیری های هدایت یا ویسکوزیته که نمونه بی آب را فرض می کنند، تداخل ایجاد کند. این احتمالاً بخشی از این است که چرا ارقام نقطه ذوب بین منابع متفاوت است - نمونه‌ای که حتی مقدار کمی از رطوبت محیط را در طول توزین یا ذخیره‌سازی دریافت می‌کند، می‌تواند متفاوت از نمونه تازه باز شده و کاملا خشک رفتار کند.

راهنمای عملی ذخیره سازی

• برای محدود کردن جذب رطوبت بین استفاده در یک ظرف محکم در بسته نگهداری شود
• نگهداری در یخچال در دمای 2 تا 8 درجه سانتیگراد حداقل توسط مستندات فنی یکی از تامین کنندگان توصیه می شود
• اجازه دهید ظرف قبل از باز کردن به دمای اتاق برسد تا تراکم در داخل ویال کاهش یابد
• در مواردی که اندازه گیری ویژگی های فیزیکی دقیق مورد نیاز است، تیتراسیون کارل فیشر را برای تأیید محتوای آب قبل از استفاده در نظر بگیرید

برای هر برنامه‌ای که تکرارپذیری اهمیت دارد - آزمایش عملکرد الکترولیت نمونه‌ی بارز است - در نظر گرفتن محتوای آب به‌عنوان متغیری برای کنترل، به جای ناخالصی اتفاقی، در آزمایش‌های مکرر نتایج سازگارتری ایجاد می‌کند.

طبقه بندی ایمنی و اقدامات احتیاطی

داده‌های طبقه‌بندی نظارتی، این ترکیب را در دسته‌بندی GHS: تحریک پوست 2، تحریک چشم 2، و سمیت ارگان هدف خاص (تک قرار گرفتن در معرض) رده 3 فهرست می‌کند که مربوط به گزاره‌های خطر H315 (باعث تحریک پوست)، H319 (باعث تحریک شدید H33drow6) می‌شود. این طبقه‌بندی‌ها آن را در یک دسته خطر متوسط ​​معمولی بسیاری از مایعات یونی و نمک‌های سولفونات آلی قرار می‌دهند - به‌گونه‌ای که یک معرف کنترل‌شده یا واکنش‌پذیر بسیار سمی نیست، اما همچنان به تجهیزات حفاظت فردی استاندارد آزمایشگاهی به جای دست زدن معمولی نیاز دارد.

• با توجه به طبقه بندی H315 و H319 هنگام دست زدن از دستکش و محافظ چشم استفاده کنید
• کار در یک منطقه تهویه شده یا هود بخار، زیرا H336 نشان دهنده تأثیر احتمالی مربوط به استنشاق بر روی سیستم عصبی مرکزی است.
• قبل از اولین استفاده، با برگه داده های ایمنی تامین کننده خاص (SDS) مشورت کنید، زیرا خلوص فرمولاسیون و ناخالصی های کمیاب می تواند بین سازنده ها متفاوت باشد.
• از روش های استاندارد دفع زباله های شیمیایی آزمایشگاهی به جای جریان های عمومی زباله پیروی کنید

مانند بسیاری از مایعات یونی تخصصی، این ترکیب برای حمل و نقل استاندارد حداقل توسط اسناد یک تامین کننده طبقه بندی نشده است، که لجستیک تدارکات را ساده می کند، اما این طبقه بندی نباید به عنوان نشانه ای از خطر کم در آزمایشگاه خوانده شود - این ماده منعکس کننده مقررات حمل و نقل است نه خطر مواجهه شغلی. بررسی SDS فعلی از تأمین‌کننده خاص قبل از شروع کار، مطمئن‌ترین راه برای تأیید الزامات رسیدگی است، زیرا داده‌های ایمنی را می‌توان با در دسترس قرار گرفتن اطلاعات سم‌شناسی جدید به‌روزرسانی کرد.