1-Etil-3-Metilimidazolyum p-Toluensülfonat Ne İçin Kullanılır?

Bu Bileşik Nedir ve Diğer İmidazolyum İyonik Sıvılardan Nasıl Farklıdır?

1-Etil-3-metilimidazolyum p-tolüensülfonat genellikle şu şekilde kısaltılır: [EMIM][OT'ler] veya [EMIM][TOS] , yaygın olarak kullanılan 1-etil-3-metilimidazolyum katyonunu bir p-tolüensülfonat (tosilat) anyonuyla eşleştiren, oda sıcaklığında iyonik bir sıvıdır. CAS numarası 328090-25-1, C13H18N2O3S moleküler formülü ve 282,36 g/mol moleküler ağırlığı taşır. Onu [EMIM]Cl veya [EMIM][BF4] gibi daha yaygın olarak bahsedilen imidazolyum tuzlarından ayıran şey, anyon seçimidir: tosilat, hem fiziksel davranışını hem de çözeltideki diğer reaktiflerle nasıl etkileşime girdiğini değiştiren, küçük bir halojenür veya florlu anyon yerine nispeten hacimli, zayıf şekilde koordine edilen bir organik sülfonattır.

Tosilat anyonu inorganik yerine organik olduğundan, bu tuz halojenür veya tetrafloroborat muadillerine kıyasla orta seviyede erime davranışı gösterme eğilimindedir; bazı tedarikçiler oda sıcaklığına yakın 25-35°C aralığında bir erime noktası bildirirken diğerleri onu 54°C'ye yakın bir erime noktasına sahip bir katı olarak nitelendirir; bu muhtemelen saflık, su içeriği veya partiler arasındaki ölçüm yöntemindeki farklılıkları yansıtan bir tutarsızlıktır. Uygulamada bu, bileşiğin, gözlem anındaki ortam sıcaklığına ve maruz kalınan neme bağlı olarak açık sarı viskoz bir sıvı veya beyaz kristal bir katı olarak görünebileceği anlamına gelir; bu, bir gönderinin fiziksel formunun bir ürün fotoğrafıyla eşleşmemesi nedeniyle bozulduğunu varsaymadan önce bunu bilmeye değer.

Taşıma ve Depolamayı Belirleyen Fiziksel ve Kimyasal Özellikler

Bu bileşiğin günlük kullanımında en önemli özellikler viskozitesi, iletkenliği ve higroskopikliğidir; çünkü bu üç faktör, formülasyon çalışmasında nasıl ölçüldüğünü, saklandığını ve kullanıldığını belirler. Bildirilen viskozite rakamları oldukça yüksektir (bir tedarikçinin teknik verilerine göre 20°C'de 5.214 cP civarında) ve bu da onu tipik moleküler solventlerin oldukça üstüne yerleştirir ve pratik anlamda koyu bir şuruba daha yakın hale getirir. Bu yüksek viskozite, pipetlemenin ne kadar doğru olacağından, karışık solvent sisteminde dengeye ulaşmanın ne kadar zaman alacağına kadar her şeyi etkiler ve eğer bir araştırmacı [EMIM] [BF4] gibi daha düşük viskoziteli iyonik sıvılarla çalışmaya alışkınsa bu, gözden kaçırılması kolay bir ayrıntıdır.

20°C'de kabaca 0,19 mS/cm'lik iletkenlik okumaları genel olarak imidazolyum iyonik sıvılar için alt uçtadır; bu, toplu sıvı boyunca iyon hareketliliğini yavaşlatan yüksek viskoziteyle tutarlıdır. Bu bileşiği bir elektrolit bileşeni olarak kullanan herkes, performans verilerini daha küçük, daha hareketli anyonlar kullanan iyonik sıvılarla karşılaştırırken bunu hesaba katmalıdır.

Elektrokimya, Kataliz ve Malzeme Araştırmalarında Ortak Uygulamalar

Birçok imidazolyum bazlı iyonik sıvı gibi, bu bileşik de öncelikle büyük ölçekli endüstriyel üretimden ziyade araştırma ortamlarında ortaya çıkıyor ve uygulamaları, iyonik, düşük uçuculuk yapısının geleneksel moleküler çözücülere göre avantaj sağladığı birkaç spesifik alan etrafında kümelenme eğiliminde. Elektrokimya ve pil araştırmalarında, bu ailedeki iyonik sıvılar uçucu olmadığından ve geleneksel organik çözücülerin yanıcılık riski olmadan kullanılabilir bir sıcaklık aralığında sıvı veya sıvıya yakın kalabildiğinden, elektrolit formülasyonlarının bir bileşeni olarak incelenir. Bazı tedarikçiler, benzer elektrolit araştırmalarında kullanılan diğer imidazolyum ve pirrolidinyum tuzlarının yanında, özellikle bu nedenle pil ve elektronik malzeme kataloglarında da konumlandırıyor.

İkinci bir kullanım alanı, organik sentezde reaksiyon ortamı veya katalizör değiştirici olarak kullanılmasıdır; burada bu tip iyonik sıvılar, özellikle solvent polaritesine duyarlı reaksiyonlarda, geleneksel solventlere kıyasla yüklü ara maddeleri stabilize edebilir veya seçiciliği geliştirebilir. Perovskit güneş pili araştırmaları için kapsülleme veya stabilizasyon katkı maddesi adayı da dahil olmak üzere malzeme bilimi bağlamlarında da ortaya çıkmış olup, ortaya çıkan fotovoltaik teknolojilerde iyonik sıvıların nem bariyeri veya kusur pasifleştirme ajanları olarak test edilmesine yönelik daha geniş bir eğilimi yansıtmaktadır. Bu alanların ötesinde bileşik, bir dizi ilgili imidazolyum tosilat tuzu boyunca yoğunluk ve viskozite gibi fiziksel özellikleri özel olarak ölçen akademik çalışmalarda zaman zaman kullanılır; çünkü bu tür karşılaştırmalı veri setinin oluşturulması, araştırmacıların, hangisi daha iyi biliniyorsa varsayılan olarak ayarlamak yerine belirli bir viskozite veya polarite gereksinimi için doğru iyonik sıvıyı seçmesine yardımcı olur.

• Piller ve elektrokimyasal hücreler için elektrolit bileşen araştırması
• Organik sentezde reaksiyon ortamı veya katalizör değiştirici
• Perovskit güneş pili kapsülleme çalışmalarında katkı maddesi adayı
• İyonik sıvıların karşılaştırmalı yoğunluk ve viskozite araştırmalarında referans bileşik

Higroskopisite ve Saklama Koşulları: Bu İyonik Sıvının Neden Özel Bakıma İhtiyacı Var?

Çoğu tedarikçi bu bileşiği higroskopik olarak işaretliyor, bu da çevredeki havadaki nemi kolayca emdiği anlamına geliyor ve bu tek özelliğin kullanım üzerinde listelenen hemen hemen tüm diğer özelliklerden daha büyük pratik etkisi var. Emilen su, bileşiğin erime davranışını değiştirebilir, tartılmış bir numunedeki etkili konsantrasyonunu seyreltebilir ve susuz bir numuneyi varsayan iletkenlik veya viskozite ölçümlerine müdahale edebilir. Bu muhtemelen erime noktası rakamlarının kaynaklar arasında değişmesinin bir nedenidir; tartım veya depolama sırasında az miktarda ortam nemi toplayan bir numune bile yeni açılmış, tamamen kuru bir numuneden farklı davranabilir.

Pratik saklama kılavuzu

• Kullanımlar arasında nem alımını sınırlamak için sıkıca kapatılmış bir kapta saklayın
• En az bir tedarikçinin teknik dokümantasyonunda 2-8°C'de buzdolabında saklama tavsiye edilmektedir
• Flakon içinde oluşan yoğunlaşmayı azaltmak için, açmadan önce kabın oda sıcaklığına gelmesini bekleyin.
• Hassas fiziksel özellik ölçümlerinin gerekli olduğu durumlarda, kullanımdan önce su içeriğini doğrulamak için Karl Fischer titrasyonunu düşünün

Tekrarlanabilirliğin önemli olduğu herhangi bir uygulama için (elektrolit performans testi bunun en iyi örneğidir), su içeriğinin tesadüfi bir safsızlık yerine kontrol edilecek bir değişken olarak ele alınması, tekrarlanan denemelerde daha tutarlı sonuçlar üretme eğilimindedir.

Güvenlik Sınıflandırması ve Kullanım Önlemleri

Düzenleyici sınıflandırma verileri bu bileşiği, H315 (cilt tahrişine neden olur), H319 (ciddi göz tahrişine neden olur) ve H336 (uyuşukluğa veya baş dönmesine neden olabilir) tehlike ifadelerine karşılık gelen GHS kategorisi Cilt Tahrişi 2, Göz Tahrişi 2 ve Spesifik Hedef Organ Toksisitesi (Tek Maruziyet) Kategori 3 altında listeler. Bu sınıflandırmalar, onu birçok iyonik sıvı ve organik sülfonat tuzları için tipik olan orta derecede tehlike kategorisine yerleştirir; kontrollü veya yüksek düzeyde reaktif bir reaktifin olabileceği şekilde akut olarak toksik değildir, ancak yine de gündelik kullanım yerine standart laboratuvar kişisel koruyucu ekipmanı gerektirir.

• H315 ve H319 sınıflandırmaları göz önüne alındığında, işlem sırasında eldiven ve göz koruması kullanın
• H336 merkezi sinir sistemi üzerinde solunmaya bağlı olası bir etkiyi işaret ettiğinden havalandırılan bir alanda veya çeker ocakta çalışın.
• Formülasyon saflığı ve eser miktardaki safsızlıklar üreticiler arasında değişiklik gösterebileceğinden, ilk kullanımdan önce ilgili tedarikçinin güvenlik veri sayfasına (SDS) başvurun.
• Genel atık akışları yerine standart laboratuvar kimyasal atık imha prosedürlerini izleyin

Çoğu özel iyonik sıvıda olduğu gibi, bu bileşik, en az bir tedarikçinin belgelerine göre standart nakliye için tehlikeli madde olarak sınıflandırılmamıştır, bu da tedarik lojistiğini basitleştirir, ancak bu sınıflandırma laboratuvarda düşük tehlikenin bir göstergesi olarak okunmamalıdır; mesleki maruz kalma riskinden ziyade nakliye düzenlemelerini yansıtır. Yeni toksikolojik bilgiler mevcut oldukça güvenlik verileri güncellenebildiğinden, çalışmaya başlamadan önce ilgili tedarikçinin mevcut SDS'sinin gözden geçirilmesi, elleçleme gerekliliklerini doğrulamanın en güvenilir yolu olmaya devam etmektedir.