В. А. Эльтерман, Л. А. Елшина, П. Ю. Шевелин, А. В. Бороздин.
АННОТАЦИЯ
Хлоралюминатные ионные жидкости (ИЖ) являются самыми перспективными электролитами для низкотемпературного электролиза алюминия и алюминий-ионного аккумулятора. Актуальной проблемой в этой области исследований является определение ионного состава и концентраций ионов в ИЖ. В настоящей работе был исследован низкотемпературный расплав состава AlCl3–1-бутил-3-метилимидазолий хлорид в кислотном диапазоне концентраций хлорида алюминия (при мольных долях хлорида алюминия от 0.5 до 0.67). Для расчета молярных концентраций ионов в исследуемом электролите был проведен цикл измерений плотности ионной жидкости дилатометрическим методом в широком температурном интервале (от 0 до 100°C). Из экспериментальных значений плотности были рассчитаны значения молярных объемов ионной жидкости. Изотермы и политермы плотности и молярного объема ионной жидкости имеют линейный вид. При увеличении температуры плотность ионной жидкости уменьшается, а молярный объем увеличивается. При увеличении мольной доли хлорида алюминия в расплаве наблюдается увеличение плотности и уменьшение молярного обьема исследуемой ионной жидкости вследствие увеличения концентрации более тяжелого аниона Al2Cl7– в сравнении с анионом AlCl4–. Исследуемая ионная жидкость была представлена как смесь двух солей: 1-бутил-3-метилимидазолий–AlCl4– (ионная жидкость при мольной доле хлорида алюминия, равной 0.5) и 1-бутил-3-метилимидазолий–Al2Cl7– (ионная жидкость при мольной доле хлорида алюминия, равной 0.67). Для смесей этих солей было доказано правило аддитивного сложения плотностей и молярных объемов, были рассчитаны молярные концентрации ионов, присутствующих в смеси. Зависимость концентрации каждого иона как от температуры, так и от мольной доли хлорида алюминия, можно описать линейной зависимостью. При увеличении температуры молярные концентрации каждого вида ионов уменьшаются за счет роста молярного объема.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
хлоралюминатные ионные жидкости, низкотемпературные расплавы, плотность, молярный объем, молярные концентрации.
DOI: 10.31857/S0235010620060055