Sifat Fisika dan Kimia Karakteristik Cairan Ionik

ramah lingkungan. Cairan ionik pada awalnya dikembangkan oleh para elektrokimiawan untuk digunakan sebagai elektrolit pada baterai atau untuk logam. Cairan ionik menjadi material penting dan menarik karena memiliki karakteristik tertentu, seperti tekanan uap dapat diabaikan, tidak mudah terbakar, stabilitas termal yang tinggi, titik leleh yang rendah, cairan yang memberikan rentang temperatur yang luas, dapat mengontrol daya campur senyawa-senyawa organik. Cairan ionik telah digunakan pada berbagai bidang diantaranya sebagai elektrolit pada sel surya, biokatalis, elektrolitsel bahan bakar [6]. Disebut cairan ionik karena didalam cairan terdapat spesi ioniknya sangat dominan dibandingkan spesi molekulernya. Cairan ini merupakan garam organik yang memiliki derajat asimetri yang berbeda, itulah yang mencegahnya menjadi kristal. Pilihan kation dan anion yang berbeda akan menghasilkan cairan ionik yang bervariasi. Yang paling populer adalah garam alkilimidazolium, mungkin karena kemudahan sintesis dan sifat fisiknya yang menarik. Garam amonium kuarterner didapatkan secara komersil dan digunakan pada proses katalisis [11]. Penggunaan cairan ionik sebagai pelarut ternyata memiliki kemampuan melarutkan yang berbeda-beda tergantung pada ukuran dan polaritas dari anion yang digunakan dan juga tergantung pada kation yang digunakan. Dengan lemahnya interaksi Coulomb kation-anion, anion akan lebih mudah memutuskan ikatan hidrogen yang terjadi antar molekul selulosa. Sehingga, proses pelarutan selulosa akan lebih cepat dan dapat melarutkan selulosa dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Mekanisme yang terjadi adalah pemutusan ikatan hidrogen intramolekular. Sehingga, cairan ionik termasuk ke dalam kategori pelarut selulosa non-derivatisasi. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, anion Cl mampu melarutkan selulosa lebih banyak dibandingkan dengan anion lainnya [9].

2.4.1 Sifat Fisika dan Kimia

Sifat fisik dari cairan ionik dapat diatur dengan memvariasikan kation, anion dan subtituen gugus alkilnya. Contohnya, kelarutan dalam air bisa diatur dengan gugus R-nya. Memperpanjang gugus alkil R akan menurunkan kelarutan dalam air dengan meningkatkan hidrofobisitas dari kationnya. Sifat kimia dan fisikanya bisa diubah dengan mengatur anionnya, seperti halida, nitrat, asetat, trifluoroasetat, tetrafluoroborat, triflat, heksafluorofosfat dan bistrifluorometilsulfonilimida. Contohnya, garam imidazolium dengan anion halida, nitrat dan trifluorofosfat bercampur sempurna dengan air, tapi dengan anion [PF6-] dan [CF3SO22N-] tidak bercampur dengan air, dan [BF4-] dan [CF3SO3-] bisa bercampur atau tidak tergantung pada subtituen kationnya Mistchegeo,2013 . Cairan ionik lebih kental dari pelarut organik biasa. Contohnya, kekentalan dari kebanyakan imidazolium berada pada rentang 35 sampai 500 cP dalam suhu ruang.. Garam dengan anion bistrifluorometilsulfonilimida [CF3SO22N-] memiliki viskositas terendah dalam rentang tadi. Data yang dimiliki bahwa cairan ionik merupakan fluida Newtonian [11]. Salah satu keuntungan dari cairan ionik ini adalah tidak mudah menguap karena memiliki tekanan uap yang mendekati nol. Selain itu, cairan ini juga stabil pada suhu tinggi sampai 400°C sehingga bisa diaplikasikan pada reaksi pada kondisi ekstrim. Pada suhu kamar, cairan ini sangat murni sehingga bisa melarutkan dengan lebih baik [10].

2.4.2 Karakteristik Cairan Ionik

Cairan Ionik berbeda dengan garam cair molten salts yang memiliki titik leleh dan viskositas tinggi, umumnya berwujud cair pada suhu kamar. Seperti juga garam cair, cairan ionik seluruhnya terdiri atas ion-ion kation dan anion dengan titik leleh relatif rendah di bawah 100°C, walaupun umumnya pada suhu kamar. Cairan ionik mempunyai rentang cair sangat lebar; tidak menguap; tidak terbakar; stabilitas panas, kimia, dan elektrokimia tinggi dalam bebarapa kasus mempunyai stabilitas termal sampai 400 °C; nilai tekanan uap yang dapat diabaikan; kemampuan melarutkan senyawa organik dan anorganik relatif tinggi [11]. Aplikasi cairan ionik sangat luas di antaranya dalam bidang elektrokimia, bidang teknik, dan sintesis senyawa kimia. Pada bidang teknik proses, cairan ionikdigunakan sebagai fluida teknik seperti sebagai cairan pengemban panas, pelumas, surfaktan, dan kristal cair. Cairan ionik yang terdiri dari kation dan anion juga berpotensi sebagai inhibitor korosi karena berpotensi sebagai penguat adsorpsi dengan gaya elektrostatiknya. Salah satu penelitian yang telah dilakukan adalah inhibisi korosi baja lunak oleh cairan ionik alkilimidazolium dalam media HCl yang dilakukan oleh Zhang, Q.B dan Hua, Y.X pada tahun 2008 [10].

2.4.3 Kolin Klorida Trimethyl2- hydroxyethyl ammonium chloride