Organischer Dampf induziert die Auflösung von molekularen Salzen

Es ist seit langem bekannt, dass Salz, wenn es in einer feuchten Umgebung aufbewahrt wird, Wasser aufnimmt, einen Teil des Salzes auflöst und es verklumpen lässt. Jetzt haben Forscher aus Japan herausgefunden, dass Wasserdampf nicht das einzige Mittel ist, das dies tun kann.

In einer Studie, die in erscheint RSC-Fortschrittehaben Forscher des Instituts für Industriewissenschaften der Universität Tokio herausgefunden, dass organische Dämpfe die Auflösung molekularer Salze ähnlich wie Wasserdampf auslösen können.

Diese Erkenntnis könnte Anwendungen für die Reinigung von Schadstoffen in Innenräumen haben. Flüchtige organische Verbindungen (VOCs) sind organische Chemikalien, die bei Raumtemperatur als Dämpfe vorliegen. Die höchsten Konzentrationen von VOC werden in Innenräumen gefunden, und einige sind schädlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Diese Verbindungen können durch eine Reihe von Methoden entfernt werden, aber bis heute wurde die Entfernung durch ein Phänomen, das als organische Deliqueszenz bekannt ist, nicht untersucht.

„Deliqueszenz wurde verwendet, um atmosphärischen Wasserdampf zu sammeln, aber unseres Wissens wurde noch nicht über eine durch organische Dämpfe induzierte Deliqueszenz berichtet“, sagt der Hauptautor der Studie, Kazuyuki Ishii. „Wir haben dieses Phänomen mit mehreren festen molekularen Salzen untersucht, die auf organische Dämpfe reagieren, indem sie sich von fest zu flüssig verändern.“

Deliqueszenz ist der Prozess, bei dem ein Feststoff zu einer Flüssigkeit wird, indem er genügend Feuchtigkeit aus der Luft aufnimmt, um sich in einer wässrigen Lösung aufzulösen. Dies wurde für eine Reihe von Chemikalien, einschließlich Calciumchlorid (CaCl2), berichtet, die unter feuchten Bedingungen spontan wässrige Lösungen bilden. Einfaches Erhöhen der Umgebungsfeuchtigkeit kann bei einigen wasserlöslichen Chemikalien ohne Erhitzen oder Hinzufügen von Flüssigkeit zu einer Deliqueszenz (beobachtet als Übergang von fest zu flüssig) führen. CaCl2 wurde beispielsweise als chemisches Trockenmittel verwendet (dh eine wasserabsorbierende Substanz, die verwendet wird, um Trockenheit herbeizuführen oder aufrechtzuerhalten).

„Wir haben CaCl2-Pulver in einem typischen Kontrollexperiment verwendet, bei dem es sich durch Wasserdampf-induzierte Deliqueszenz eindeutig in eine wässrige Lösung verwandelt hat“, erklärt Kyoko Enomoto, Seniorautorin. „Die Veränderungen, die wir in molekularen Salzen in Gegenwart eines organischen Dampfes beobachteten, waren den Ergebnissen dieses Kontrollexperiments unter äquivalenten Bedingungen ähnlich.“

Die Forscher beobachteten, dass sich die molekularen Salze von fest zu flüssig änderten, wenn Chemikalien wie Chloroform (CHCl3) als organische Lösungsmittel verwendet wurden.

„Wir haben festgestellt, dass organisches Zerfließen nicht selten ist – stattdessen können geeignete organische Zerfließensreaktionen auf VOCs basierend auf der allgemeinen Regel „Gleiches löst Gleiches“ entworfen werden“, erklärt Ishii.

Es besteht ein dringender Bedarf, VOCs aus Innenräumen mit organischen Lösungsmitteln zu entfernen, insbesondere aus Industrieanlagen, die große Mengen verwenden. Auf der Grundlage der Wirksamkeit von CaCl2 als chemisches Trockenmittel zum Sammeln von atmosphärischem Wasserdampf bieten die Ergebnisse dieser Studie eine vielversprechende Methode zur Entwicklung von Mitteln zum Einfangen von VOCs.