Flüssige Salze

News: Flüssige Salze

Im Labor entstehen Salze, deren Ionen so unterschiedlich groß sind, dass sie kein festes Kristallgitter bilden. Die Verbindungen sind deshalb auch bei Zimmertemperatur flüssig. Diese ionischen Flüssigkeiten mischen sich nicht mit Wasser, könnten dies aber rein halten. Sie verfügen über ausgeprägte Lösungsmitteleigenschaften, die zudem höchst spezifisch und, je nach Anwendung, manipulierbar sind.

Salze sind für gewöhnlich feste Substanzen. In flüssiger Form begegnen sie einem in der Regel nur als Würze in der Suppe. Und um beispielsweise normales Kochsalz zu schmelzen, ist eine Temperatur von rund 800 Grad Celsius erforderlich. Der Grund für die kristalline Struktur der Salze liegt in den elektrischen Bindungen zwischen den geladenen Teilchen. Welche Ionen sich zu einem stabilen Kristallgitter zusammenfinden, hängt indes vornehmlich von ihrer Größe ab. Im Labor sieht die Welt hingegen ganz anders aus, hier sind Chemiker seit einiger Zeit in der Lage, so genannte ionische Flüssigkeiten herzustellen. Dabei sind die Größenunterschiede zwischen den Anionen und Kationen so groß, dass sich kein stabiler Kristall ausbilden kann – die Verbindung ist deshalb bei Temperaturen unter 80 Grad Celsius flüssig.

Ionische Flüssigkeiten mischen sich nicht mit Wasser, könnten aber als Lösungsmittel für darin enthaltene Schadstoffe wirken. Ann Visser vom Department of Chemistry der University of Alabama und ihre Kollegen wollen sie deshalb bei der Behandlung verunreinigten Wassers einsetzen. Leider üben die flüssigen Salze auf andere Substanzen aber ziemlich wenig Anziehungskraft aus. Die Forscher mussten die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit daher gezielt verändern. Schließlich gelang es ihnen, die positiv geladenen Ionen mit funktionellen Gruppen auszustatten, welche ganz bestimmte, im Wasser gelöste Metalle an sich binden (Chemical Communications vom Januar 2001).

Mithilfe dieser Gruppen aus verschiedenen Schwefel- oder Harnstoffmolekülen reagieren die flüssigen Salze überaus spezifisch – beispielsweise auf Quecksilber oder Cadmium. Je nach Beschaffenheit des ionischen Lösungsmittels und je nach pH-Wert des Wassers verändern sich die Affinitäten der funktionellen Gruppen gegenüber verschiedenen Schwermetallen. Auf diese Weise sollte es deshalb möglich sein, ionische Flüssigkeiten herzustellen, mit denen dann ganz bestimmte Wasserinhaltsstoffe gezielt entfernt werden können. Die hohe Selektivität soll aber nicht nur bei der Klärung verunreinigter Gewässer nützlich sein, auch in der industriellen Fertigung von Metallkatalysatoren setzt man auf die neue Entwicklung. Hier sollen derlei Substanzen helfen, eine noch höhere Reinheit metallischer Lösungen zu gewährleisten.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 29.8.2000
"Mit Bakterien gegen Cadmium"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
Spektrum Ticker vom 10.11.1999
"Schwermetalle trotzen der Bodensanierung"
(nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)