Présentation

Article interactif

1 - PRÉSENTATION DES LIQUIDES IONIQUES

2 - SYNTHÈSE ET PURIFICATION

3 - PRINCIPALES PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES

4 - MODÉLISATION DES LI

5 - LI ET SOLVANTS MOLÉCULAIRES ; MÉLANGES DE LI

6 - EXEMPLES D’APPLICATIONS

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : AF6712 v2

Modélisation des LI
Liquides ioniques, enjeux et défis, de la recherche à l’industrie

Auteur(s) : Isabelle BILLARD, Corinne LAGROST

Relu et validé le 26 avr. 2021

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Cet article présente une revue actualisée et critique de l’état des connaissances sur les liquides ioniques. Après avoir décrit brièvement l’évolution des méthodes de synthèse, une large part est dédiée aux propriétés des liquides ioniques, incluant densité, viscosité, plage accessible de température, propriétés électrochimiques, structure des phases liquides mais aussi toxicité. Une attention particulière est portée aux diverses méthodes de prédiction de ces propriétés. Enfin, diverses applications des liquides ioniques sont présentées, en insistant tout particulièrement sur l’électrodépôt et l’extraction liquide-liquide des métaux.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Ionic Liquids, Stakes and Challenges, from Research to Industry

A critical review of the current knowledge about ionic liquids is presented in this article. A brief description of the new synthesis methodologies is provided. Then the paper widely reports on ionic liquids properties including density, viscosity, temperature range, electrochemical properties, liquid structure but also toxicity. A special focus is made concerning the various in silico predictive methods dedicated to ionic liquids properties. The review concludes with an overview of different applications involving ionic liquids, especially electrodeposition and liquid-liquid extraction of metals.

Auteur(s)

  • Isabelle BILLARD : Directrice de recherche au CNRS Docteure en radiochimie de l’université Joseph Fourier, Grenoble - Université Grenoble Alpes, Université Savoie Mont Blanc, CNRS, Grenoble INP (Institut d’ingénierie et de management), LEPMI, Grenoble, France

  • Corinne LAGROST : Directrice de recherche au CNRS Docteure en chimie de l’université Paris-Diderot - Université Rennes, CNRS, ISCR-UMR 6226, Rennes, France

INTRODUCTION

Quinze ans après une revue qui avait présenté les principales propriétés physico-chimiques des liquides ioniques (LI), nouveaux solvants de l’époque, il semblait nécessaire et important de revenir sur ces composés, toujours aussi étonnants et multiformes, mais sans doute moins miraculeux que les chercheurs les avaient imaginés. À partir de la définition des liquides ioniques, un panorama de leur incroyable diversité structurelle sera ensuite dressé. Après avoir détaillé les nouvelles méthodes de synthèse, plus propres et plus efficaces, les connaissances nouvelles sur leurs propriétés physico-chimiques (densité, viscosité, domaine de la phase liquide, etc.) seront au cœur de cet article de revue, avec quelques aperçus sur l’évolution des idées. On trouvera également une description des aspects de toxicité, volatilité et inflammabilité des liquides ioniques, autrefois largement inconnus et qui leur ont valu la qualification de « solvants verts », aujourd’hui contestée. Face à un nombre toujours plus important de liquides ioniques, des lois empiriques censées décrire leur comportement ont été proposées. Les limites de cette approche seront discutées et comparées aux efforts déployés par les techniques de modélisation pour tenter de cerner leur structure en phase liquide et leurs propriétés aux interfaces. Les propriétés de solubilité et de partage des liquides ioniques avec les solvants moléculaires traditionnels et les autres liquides ioniques seront ensuite résumées pour enfin décrire quelques applications des liquides ioniques. Bien qu’ils peinent à passer du laboratoire à l’industrie, leur usage se répand dans des domaines variés, allant de l’électrodépôt à l’extraction liquide-liquide des métaux en passant par la chimie analytique, la bioraffinerie, la tribologie et la synthèse de nanomatériaux inorganiques.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

liquid-liquid extraction   |   electrodeposition   |   electrochemical properties   |   predictive methods

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-af6712


Cet article fait partie de l’offre

Physique Chimie

(200 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

4. Modélisation des LI

4.1 Les LI sont-ils des « designer solvents » et comment les modéliser ?

Comme on a pu le constater dans la section 3, les propriétés « universelles » des LI ne sont pas légion et peuvent se résumer au fait qu’ils sont ioniques, qu’ils sont liquides et qu’ils sont conducteurs, toutes ces propriétés découlant directement de la définition de ces solvants. Pour le reste, il semble que l’on puisse trouver tout et son contraire dans le monde des LI : inflammables ou pas, volatils ou pas, pour les exemples les plus emblématiques.

Ainsi, il nous semble que la diversité structurelle et, par voie de conséquence, la variabilité des propriétés des LI, imposent deux constats :

  • il existe probablement un LI « idéal » pour une application donnée ou répondant exactement à une liste de propriétés physico-chimiques visées ;

  • il n’est pas possible de prédire l’ensemble des propriétés physico-chimiques d’un LI.

De ce fait, le qualificatif de solvants modulables (« designer solvents », en anglais) doit être replacé à sa juste valeur. À ce stade, il n’est pas possible de concevoir sur le papier un LI répondant à une liste de propriétés physico-chimiques fournie à l’avance et cela est d’autant plus vrai que les propriétés recherchées s’éloignent des données de base telles la viscosité ou la densité, comme par exemple la capacité à extraire un ion métallique, une activité catalytique ou un comportement électrochimique. Il nous semble donc exagéré de présenter les LI comme des solvants modulables à volonté puisque nous ne sommes pas encore capables de concevoir ex nihilo un LI pour une application donnée.

Malgré tout, les tentatives pour trouver des règles empiriques ou des méthodes fiables pour prédire une propriété ou une autre sont nombreuses. Bien que, fondamentalement, l’intérêt des règles empiriques soit limité, d’une part parce que tous les LI ne peuvent être englobés du fait de leur diversité et d’autre part parce qu’elles sont empiriques par construction, elles n’en sont pas moins intéressantes du fait qu’elles représentent la première étape vers l’établissement de relations structure/propriétés....

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Physique Chimie

(200 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Modélisation des LI
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WILKES (J.S.) -   A short history of ionic liquids—from molten salts to neoteric solvents.  -  Green Chem. 4, p. 73 (2002).

  • (2) - GOLDSCHMIDT (H.) -   Ueber Glyoxalin.  -  Ber. Dtsch. Chem. Ges. 14, p. 1844 (1881).

  • (3) - WALDEN (P.) -   Molecular weights and electrical conductivity of several fused salts.  -  Bull. Acad. Imp. Sci. St Petersburg 8, p. 405 (1914).

  • (4) - GALE (R.J.), OSTERYOUNG (R.A.) -   Potentiometric investigation of dialuminum heptachloride formation in aluminum chloride-1-butylpyridinium chloride mixtures.  -  Inorg. Chem. 18, p. 1603 (1979).

  • (5) - WILKES (J.S.), LEVISKY (J.A.), WILSON (R.A.), HUSSEY (C.L.) -   Dialkylimidazolium chloroaluminate melts: a new class of room-temperature ionic liquids for electrochemistry, spectroscopy and synthesis.  -  Inorg. Chem. 21, p. 1263 (1982).

  • ...

1 Sites Internet

Base de données physico-chimiques du NIST : https://ilthermo.boulder.nist.gov

Banque de données physico-chimiques de la Dortmund Data Bank : http://www.ddbst.com/ddb.html

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Physique Chimie

(200 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Physique Chimie

(200 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS