Gracias a la función de acidez de Hammett, los investigadores han determinado por primera vez la acidez de líquidos iónicos mediante espectroscopia Raman. Este avance promete revolucionar nuestra comprensión y uso de estos solventes orgánicos, donde los ácidos disueltos pueden ser significativamente más ácidos que el agua, con una acidez hasta 100 millones de veces mayor.
Los líquidos iónicos, compuestos por sales orgánicas y líquidos a temperatura ambiente, tienen menos protones en la solución, lo que hace que estos protones sean más activos y por tanto más ácidos. Las mediciones de pH convencionales no son posibles en estos disolventes, por lo que se utilizan funciones de acidez de Hammett basadas en la protonación de bases débiles en soluciones ácidas. Sin embargo, los métodos tradicionales de espectroscopía UV-visible tienen limitaciones, en particular la necesidad de medios ópticamente transparentes y el uso de indicadores coloreados que pueden interactuar con líquidos iónicos, distorsionando la medición.
El artículo presenta un método innovador que utiliza espectroscopía Raman para medir la función de acidez de Hammett en tres líquidos iónicos apróticos basados en el catión 1-N-alquil-3-metilimidazolio acoplado al anión bistriflimida. A diferencia de la espectroscopia UV-visible, la espectroscopia Raman no requiere medios completamente transparentes ni indicadores coloreados, lo que elimina posibles fuentes de error”, explica Aurelie Rensonnet, investigadora de la Universidad de Lieja. Las mediciones que obtuvimos con la espectroscopia Raman confirmaron la posibilidad de determinar “Estudiar las funciones de acidez de los líquidos iónicos proporciona una mejor comprensión de las reacciones químicas sensibles a la acidez en estos medios complejos y abre nuevas posibilidades para la caracterización in situ de procesos químicos sensibles al pH”.
Esta investigación pionera permitió estimar experimentalmente la energía necesaria para transferir protones del agua a líquidos iónicos. Estos resultados pueden compararse con los avances en química computacional realizados por otros grupos de investigación, lo que proporciona una herramienta valiosa para modelar estos medios complejos.
Las posibles aplicaciones son muchas y variadas”, explica Cédric Malherbe, investigador de la Universidad de Lieja y coautor de la publicación. Comprender la superacidez de los líquidos iónicos es crucial para su uso en procesos catalizados por ácidos como electrolitos estables en baterías. O para la despolimerización de residuos lignocelulósicos procedentes de biomasa, para su valorización”.
Este estudio marca un avance significativo en el campo de la química de disolventes iónicos, allanando el camino para nuevos métodos de medición de la acidez en líquidos iónicos. El potencial de investigación y las aplicaciones industriales prometedoras refuerzan la importancia de esta innovación en los años venideros.