C HAPITRE II LES TECHNIQUES EXPERIMENTALES pyridinium > imidazolium > ammonium > piperidinium

La densité est également affectée par l’anion et devient plus grande par l’introduction d’éléments lourds tels que les chaînes fluoroalkyles [159].

d. Viscosité

Les viscosités des liquides ioniques se situent entre 10 cP pour les faibles viscosités et 500 cP pour les hautes viscosités ce qui correspond à des valeurs 10 à 100 fois supérieures à celles de l’eau ou des solvants organiques [159]. A titre de comparaison, la viscosité de l’eau, de l’éthylène glycol et du glycérol (à température ambiante) sont respectivement de 0,89 cP, 16,1 cP et 934 cP (1 cP = 1 mPa.s). Ainsi, il est bien établi que les valeurs sont d’un ou de deux ordres supérieures aux solvants moléculaires. Toutefois, il est difficile de dégager des tendances ou d’établir des classes précises de liquides ioniques. La première raison provient des disparités de valeurs de viscosités observées pour les différents groupes de recherche.

Ces différences s’expliquent par des variations de teneur en eau ou d’autres impuretés, de la méthode de synthèse ou des méthodes de mesures des propriétés des liquides ioniques. La seconde raison est en lien direct avec la complexité de ce type d’électrolyte dont la structure et la nature des ions influencent fortement leurs interactions mutuelles.

Les travaux de Seddon et al. [160]sur les alkyl-imidazolium ont montré l’omniprésence d’impuretés dans les liquides ioniques. Ces impuretés ont un impact drastique sur la viscosité causé par une faible quantité de chlorure, d’eau ou d’autres co-solvants tels que le toluène ou l’acétonitrile. Dans cette étude, les LIs ont été préparés et purifiés par diverses techniques. Ensuite, la quantité d’impuretés et les propriétés physiques ont été évaluées. Il a été observé que, suite à la synthèse des liquides ioniques, la concentration résiduelle en chlorures se situait entre 1,5 et 6%wt provoquant une augmentation de viscosité comprise entre 30 et 600%. Ce

travail a également mis en évidence la forte tendance des liquides ioniques à capter l’eau contenue dans l’air, que ce soit pour les LIs hydrophiles ou « dits » hydrophobes (jusqu’à 14 %wt). Pour une quantité d’eau de 2%wt (20 %mol) la viscosité chute de près de 50% pour

[BMIM][BF4]. Ces mesures mettent l’accent sur la nécessite de considérer les données de la

littérature avec beaucoup de précautions. Bien qu’il soit difficile de déterminer avec précision la viscosité d’un liquide ionique, certaines tendances ont pu être dégagées. Pour le cation dialkyl-imidazolium, il a été observé que la viscosité diminuait avec les anions [156, 158, 161] (équation II.6) :

Cl-> PF6- > CH3SO3-≈ CH3CO2-> CF3SO3-> CF3CO2- > Tf2N- (eq II.6)

majeur sur la conductivité (inversement proportionnel). Bien qu’il existe une corrélation forte, la viscosité seule ne peut pas expliquer l’ensemble des disparités des valeurs de conductivité. Dans la famille des dialkyl-imidazolium, l’augmentation de la longueur de chaîne entraîne simultanément l’augmentation de laviscosité et la diminution de la conductivité.

En revanche, l’existence d’une corrélation simple entre la taille ou la nature de l’anion et la conductivité s’avère extrêmement délicate.

f. Solubilité et solvatation

La solubilisation nécessite de vaincre les interactions qui lient un composé pour permettre sadissolution et sa dispersion dans la solution (sous forme de molécules ou d’ions).

De même que la température et la pression, la polarité du soluté et du solvant ont un rôle essentiel pour permettre la dissolution d’une substance. Pour que la dissolution ait lieu, il fautque les molécules du solvant aient suffisamment d’affinité avec celles du soluté.

En règle générale, un composé polaire sera très bien solvaté dans un solvant polaire tandis qu’un composé apolaire sera mieux solvaté dans un solvant apolaire. La polarité et la nature des forces mises en jeu détermineront la solubilité d’un composé. Compte-tenu de la diversité des liquides ioniques et du grand nombre de forces, on peut s’attendre à ce que les propriétés de solubilité et de miscibilité varient suivant la structure et la nature du liquide ionique.

II.D.2.3. Propriétés électrochimiques

La fenêtre de potentiels dans laquelle le solvant est électrochimiquement inerte est

l’une des propriétés les plus importantes dans une application faisant appel à l’électrochimie

(telle que l’électrodéposition de métaux). Les liquides ioniques présentent l’avantage d’avoir un large domaine de stabilité, généralement compris entre 3 et 6 V. Bien que la mesure soit

aisée, les conditions expérimentales induisent une dispersion des valeurs issues de la

littérature.

À ce jour, la fenêtre de potentiel électrochimique est évaluée par voltampérométrie

cyclique (CV) ou voltampérométrie à balayage linéaire (LSV). Les limites de potentiel

anodique et cathodique sont définies lorsque la densité de courant atteint une valeur seuil,

arbitrairement définie à 1,0 mA.cm-2 pour une vitesse de balayagede 50 mV.s-1.

II.D.3. Applications

Les liquides ioniques ne constituent pas une simple curiosité universitaire, ils représentent une véritable possibilité de développement industriel pour bon nombre d’applications (Figure II.14). Au-delà des perspectives qu’ils offrent pour la synthèse, l’électrochimie ou certaines technologies énergétiques telles que les batteries, les piles à combustibles (type PEMFC : Proton Exchange Membrane Fuell Cell), les supercondensateurs, ils ont d’ores et déjà montré une faisabilité industrielle dans certains secteurs. En effet, certains processus ont vu le jour sous forme de pilote, d’autres ont été commercialisés [156].

Bien qu’il reste considérablement de travail pour mieux comprendre ces nouveaux

C

HAPITRE

II

dans bien des domaines. Il ne fait nul doute que les liquides ioniques constituent une voie prometteuse à la substitution de produi

solutions aqueuses) tels que l’utilisation de cyanure pour la récupération

Figure II.14 : Principaux champs d’applications

NB : Le liquide ionique utilisé dans cette thèse (trifluorométhylsulfonyl)imide, [Bmpyr]

II.E Conclusion

Dans ce chapitre nous nous sommes consacrés à détailler les techniques expérimentales, entre autre, nous avons

de diamant en précisant ses propriétés, sa préparation, dopage (donneurs et récepteurs) et toutes les techniques possibles

toute cette thèse. Nous avons aussi

utilisées, et nous avons finis par donner une synthèse générale sur domaines d’applications et surtout leurs

LES TECHNIQUES EXPERIMENTALES dans bien des domaines. Il ne fait nul doute que les liquides ioniques constituent une voie prometteuse à la substitution de produits nocifs pour l’environnement (solvants organiques, solutions aqueuses) tels que l’utilisation de cyanure pour la récupérationdes métaux précieux.

Principaux champs d’applications des liquides ioniques en chimie

utilisé dans cette thèse est le 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluorométhylsulfonyl)imide, [Bmpyr]-NTF2.

Dans ce chapitre nous nous sommes consacrés à détailler les techniques expérimentales, entre autre, nous avons présenté un rappel bibliographique sur les électrodes de diamant en précisant ses propriétés, sa préparation, dopage (donneurs et récepteurs) et s pour doper ce matériaux très intéressant qui a fait l’intérêt de s avons aussi présenté un rappel sur les techniques électrochimi s, et nous avons finis par donner une synthèse générale sur les liquides ioniques domaines d’applications et surtout leurs propriétés physico-chimiques et électrochimiques.

dans bien des domaines. Il ne fait nul doute que les liquides ioniques constituent une voie (solvants organiques, des métaux précieux.

des liquides ioniques en chimie

methylpyrrolidinium bis

Dans ce chapitre nous nous sommes consacrés à détailler les techniques un rappel bibliographique sur les électrodes de diamant en précisant ses propriétés, sa préparation, dopage (donneurs et récepteurs) et pour doper ce matériaux très intéressant qui a fait l’intérêt de un rappel sur les techniques électrochimiques les liquides ioniques, leurs chimiques et électrochimiques.

Dans le document Conception et développement de nouveaux microcapteurs chimiques pour la détection des métaux lourds dans les eaux (Page 62-65)