Os líquidos iónicos ou sais fundidos de baixa temperatura são considerados hoje em dia como a classe de líquidos com maior potencial para revolucionar a indústria química, pois constituem fluidos novos para o processamento químico. Na realidade são geralmente não inflamáveis e não voláteis à temperatura ambiente, podendo ser considerar-se solventes "verdes", contudo, para implementar novos processos na indústria química é preciso demonstrar que são competitivos com os processos tradicionais, não apenas em termos de produtos finais, mas para todas as operações tecnológicas envolvidas.
O projecto tecnológico optimizado de processos "verdes" requer a caracterização dos líquidos iónicos utilizados, nomeadamente das suas propriedades. Como é impossível medir todas as propriedades de todos os líquidos necessários para o projecto de novos processos num quadro temporal razoável, qualquer novo projecto nesta área tem que desenvolver uma estratégia para melhor escolher os líquidos a estudar, para obter a máxima eficiência. Como tal, como primeiro requisito escolheu-se um grupo de líquidos iónicos, maioritariamente novos. Seguidamente, e porque as propriedades dos líquidos iónicos apresentam diferenças muito grandes entre os diversos laboratórios, e a maior parte dos líquidos comerciais têm impurezas como a água, um dos problemas principais a resolver é a garantia da pureza, determinada por um ou mais métodos analíticos, com uma incerteza bem conhecida.
Embora existam processos recentes na caracterização analítica quantitativa recentes, parece-nos ser necessário desenvolver as aplicações de várias técnicas aos líquidos iónicos. Os líquidos a estudar neste projecto têm duas fontes principais. Muitos serão sintetizados pela equipa do projecto, e outros são comerciais. Em qualquer dos casos serão purificados, nomeadamente por destilação a pressão muito baixa. A selecção dos líquidos a estudar obedeceu aos seguintes critérios:
i) Serem representativos das diferentes gerações de líquidos iónicos, tal como os baseados nas combinações dos catiões imidazolínio, amónio, fosfónio e guanidínio com os aniões estáveis imida e alquilsulfonato (incluindo um quiral).
ii) Serem aplicados em várias áreas como meios reaccionais, imobilização de catalizadores, nanotecnologia, electroquímica, células solares e processos de separação baseados na extracção, membranas e fluidos supercríticos.
iii) Serem pouco higroscópicos, química e termicamente estáveis, para suportarem as condições de purificação, especialmente a alta temperatura e o alto vácuo da destilação.
iv) Terem uma grande gama de viscosidades (médias, 30 mPa.s, a altas, 400 mPa.s)
Os líquidos seleccionados estão descritos nos objectivos. As propriedades que nos propomos medir (da temperatura ambiente até próximo da degradação térmica) seleccionaram-se como as mais necessárias para as aplicações futuras dos líquidos iónicos novos: condutibilidade térmica, capacidade calorífica, condutibilidade eléctrica, permissividade eléctrica, tensão superficial, densidade e difusão da água nos líquidos iónicos. Os líquidos escolhidos são:
- 1-n-butyl-3-methyl-imidazoliumbis(trifluoromethane-sulfonimide); (C4mim][NTf2])
- 1-n-butyl-3-methyl-imidazolium dicyanamide; ([C4mim][dca])
- 1-n-butyl-3-methyl-imidazolium ethylsulfonate; ([C4mim][EtSO3])
- Methyl-tris-octhyl ammonium dicyanamide; ([aliquat][dca])
- Hexyl-tris-tetradecylphosphonium bis(trifluoromethane-sulfonimide); ([P6,14,14,14][NTf2])
- Hexyl-tris-tetradecylphosphonium dicyanamide; ([P6,14,14,14][dca])
- bis-(di-n-hexylamino)-dimethylguanidinium bis(trifluoromethanesulfonimide); ([(di-h)2dmg][NTf2])
- bis-(di-n-hexylamino)-dimethylguanidinium dicyanamide; ([(di-h)2dmg][dca])
- bis-(di-n-hexylamino)-dimethylguanidinium (S)-camphorsulfonate; ([(di-h)2dmg][(S)-csa])
Finalmente a equipa do projecto propõe-se analisar a relação entre propriedades e estrutura, como uma tentativa para melhor perceber as
interacções complexas no estado líquido deste compostos.