Liquid phase behavior of tetrafluoroborate and bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ionic liquids with dihydroxy alcohols. Effect of deuterium substitution

Niniejsza praca: „Równowagi fazowe ciecz- ciecz tetrafluoroboranowych i bis(trifluorometylosulfonylo)imidkowych cieczy jonowych z alkoholami diwodorotlenowymi. Efekt podstawienia izotopowego” składa się z dwóch głównych części. Pierwsza część pracy dotyczy przeglądu literaturowego , natomiast w drugiej części zostały przedstawione wyniki eksperymentalne. Część literaturowa składa się z następujących podrozdziałów: ogólne wiadomości na temat cieczy jonowych, synteza oraz właściwości cieczy jonowych, równowagi fazowe ciecz-ciecz w układach dwuskładnikowych zawierających ciecze jonowe, typy diagramów fazowych, wpływ podstawienia izotopowego H/D na mieszalność w układach dwuskładnikowych, równanie skalujące stanu, NRTL model, współczynniki aktywności w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim oraz gęstości i lepkości w układach dwuskładnikowych. W części doświadczalnej (rozdział 2) również można wyróżnić kilka podrozdziałów. Zostały pokazane struktury cieczy jonowych oraz dioli. W pierwszej części tego rozdziału przedstawiono wyniki eksperymentalne równowag fazowych w układach dwuskładnikowych zawierających ciecze jonowe oraz diole. Przedyskutowano wpływ różnych czynników na mieszalność cieczy jonowych z rozpuszczalnikami (głownie z diolami) oraz wpływ podstawienia izotopowego H/D w diolach na mieszalność z odpowiednią cieczą jonową. Obliczono parametry krytyczne za pomocą równania skalującego stanu. Wyniki eksperymentalne skorelowano również równaniem NRTL. W kolejnej części przedstawiono wyniki pomiarów współczynników aktywności w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim dla związków organicznych oraz wody w cieczy jonowej ([N1112OH][NTf2]) wyznaczone metodą chromatografii gazowo-cieczowej w sześciu temperaturach (318.15-368.15)K z wyjątkiem dioli, dla których eksperyment prowadzono w zakresie temperatur (388.15-418.15)K. W dalszej części obliczono nadmiarowe funkcje termodynamiczne takie jak entalpię swobodną, entropię, entalpię oraz współczynnik podziału badanego związku pomiędzy fazę ciekłą a fazę gazową, selektywność oraz wydajność w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim. W trzeciej części przedstawiono wyniki pomiarów gęstości oraz lepkości mieszanin dwuskładnikowych oraz czystych substancji dla układów: : [N1112OH][NTf2] z propano-1,2-diolem, propano-1,3-diolem, pentano-1,5-diolem oraz [N1114][NTf2] z propano-1,2-diolem, butano-1,2-diolem, butano-2,3-diolem w szerokim zakresie temperatur. We wszystkich podrozdziałach przeprowadzona została dyskusja wyników. W ostatniej części rozprawy doktorskiej podsumowano otrzymane wyniki eksperymentalne.

This work: „Liquid phase behavior of tetrafluoroborate and bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ionic liquids with dihydroxy alcohols. Effect of deuterium substitution” is composed of two chapters. First chapter contains the theoretical review, second is the experimental part. The theoretical part consists of the following subsections: general view, synthesis of ionic liquids, properties of ionic liquids, liquid- liquid equilibria of binary mixtures containing ionic liquids, the type of phase diagrams, H/D isotope effect on miscibility of binary mixtures, the scaling equation, Non-Random Two Liquids- NRTL model for liquid- liquid phase equilibrium, the activity coefficient at infinite dilution, density and viscosity of binary mixtures: ionic liquids plus molecular solvents. In this part some literature data have been presented. The experimental part (chapter 2) was also divided into different subsections. In this chapter the characterization of ionic liquids and diols have been presented. In the first section the liquid-liquid equilibria data of binary mixtures containing ionic liquids and molecular solvents have been shown. The influence of different factors on miscibility of ionic liquids with molecular solvents were considered. The H/D isotope effects on miscibility of ionic liquids and deuterated diols have been determined. The scaling equation and NRTL model (Non Random Two Liquids) were used to calculate the corresponding parameters. The next experimental part concerns the measurements of activity coefficient at infinite dilution for organic solutes and water in choline bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([N1112OH][NTf2]) determined by the gas-liquid chromatography (GLC) at six temperatures (318.15 to 368.15)K and for diols in the range (388.15 to 418.15)K. From the experimental data the thermodynamic functions as: partial molar excess Gibbs free energy, enthalpy, entropy term, gas-liquid partition coefficients, selectivity and capacity at infinite dilution were also included. The third part of PhD thesis includes the densities and viscosities measurements of six binary mixtures and their pure components: [N1112OH][NTf2] with propane-1,2-diol, propane-1,3-diol, pentane-1,5-diol and [N1114][NTf2] with propane-1,2-diol, butane-1,2-diol, butane-2,3-diol at wide temperature range. After all subsections the discussion have been included. In the last part, the conclusions of the obtained results were presented.