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Líquidos iônicos - Solventes para processos "verdes"

Júlio César de Carvalho

"Semelhante dissolve semelhantes" é o velho adágio utilizado quando pensamos em solubilidade de compostos. E, como solventes, imaginamos em geral líquidos mais ou menos voláteis ou mais ou menos polares. Dois exemplos comuns são a água, um líquido polar e moderadamente volátil, e a acetona, um solvente quase apolar e bastante volátil. O primeiro dissolve vários sais e compostos polares, enquanto o segundo dissolve compostos apolares, como óleos e gorduras.

E se o solvente fosse, digamos, sal de cozinha fundido? Para o que serviria esse solvente? Bem, talvez não fosse muito prático, já que teria de ser aquecido a uma temperatura próxima dos 900oC para ser usado. Mas, se fosse possível usar um líquido feito de íons, e não mais moléculas com maior ou menor polaridade, esse solvente poderia ter características interessantes.

Acontece que, devido à forte atração entre cátions e ânions, compostos iônicos geralmente são sólidos à temperatura ambiente. Mas, nos últimos anos, vem ganhando importância uma classe de solventes orgânicos que é feita de íons e que é líquida à temperatura ambiente: os líquidos iônicos.

Sais líquidos

A rigor, qualquer composto iônico que não se decomponha com o aquecimento pode ser fundido. Mas, nos líquidos iônicos, o ponto de fusão pode ser menor que -40oC, e muitos são estáveis em temperaturas de até 200oC. Esses compostos são líquidos à temperatura ambiente porque seus íons, embora se atraiam, são relativamente grandes e de "encaixe" difícil, além de terem cargas deslocalizadas, como o exemplo abaixo (o bmim-PF6):

Nesses líquidos, a atração não é suficiente para formar cristais na temperatura ambiente. Note que líquidos iônicos não são soluções de sais, mas, sim, sais líquidos.

Emissão zero

Por outro lado, a atração entre os íons é suficiente para que esses líquidos tenham uma pressão de vapor praticamente nula - ou seja, não evaporam e, portanto, não há emissão de poluentes voláteis durante o seu uso. Isso torna esses solventes candidatos ao uso intensivo em processos industriais "verdes", isto é, processos que não agridem o meio ambiente.

Além da vantagem de não evaporarem, os líquidos iônicos apresentam tal diversidade de combinações que, praticamente, abrem uma nova fronteira: basta trocar um radical n-butil do bmim-PF6 por um radical etil, e temos um novo solvente, com outro ponto de fusão, além de viscosidade e capacidade de solvência diferentes. Nesses solventes, são possíveis mecanismos de reação distintos dos tradicionais (que ocorrem em água ou em solventes apolares). Considerando as possibilidades e a necessidade de tecnologias "limpas", líquidos iônicos são solventes com muito futuro.

Júlio César de Carvalho é engenheiro químico e professor do curso de engenharia de bioprocessos e biotecnologia da Universidade Federal do Paraná (UFPR).

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