Mengenali Ionic Liquid yang Ramah Lingkungan

Senyawa kimia hijau saat ini dikenal Ionic Liquid atau cairan ionik yang dibentuk dari kation dan anion garam dapur (NaCl). Cairan Ionik dulunya ditemukan oleh Paul Walden seorang kimiawan Rusia-Jerman. Paul Walden pertama kali mensintesis cairan ionik yaitu senyawa N-ethyl-N-methylimidazolium tetrafluoroborate yang contoh awal dari cairan ionik. Cairan ion positif dan ion negatif ini memiliki sifat fisika dan kimia yang unik dan berguna dalam berbagai aplikasi. 

Garam Dapur (NaCl) bukanlah berbentuk cairan namun merupakan zat berbentuk kristal yang sangat umum dan digunakan sehari-hari. Garam dapur cenderung memiliki suhu leleh yang sangat tinggi namun jika Natrium Klorida dipanaskan dengan suhu lebih dari 800 derajat celcius maka yang terjadi adalah ia akan meleleh dan akan membentuk cairan. Cairan dari garam dapur yang dilelehkan ini memiliki kombinasi sifat yang tidak biasa. Ion-ion yang dimiliki cairan ini sangat konduktif karena ion-ionnya sangat stabil dan bahan-bahan ini stabil secara kimia, termal, dan elektrokimia sehingga cukup berguna dalam aplikasi jenis elektrolit. Dengan mencoba membuat garam yang dapat dibentuk menjadi cairan pada suhu yang jauh lebih rendah menyesuaikan dengan prinsip kimia hijau maka harus mengatasi interaksi antara ion-ion yang sangat kuat itu dalam keadaan padat. Maka harus dialihkan dari garam cair ke cairan ionik. Cairan ionik pada dasarnya adalah garam cair tetapi merupakan cairan yang memiliki suhu leleh yang relatif rendah dibandingkan suhu leleh garam cair. Cairan ionik memiliki titik leleh dibawah suhu tertentu seperti 100 derajat celcius. 

Kation merupakan struktur organik bermuatan positif yang paling umum dalam cairan ionik yaitu seperti nitrogen atau fosfor yang mengandung ion organik. Anion merupakan senyawa organik atau anorganik basa lemah yang bermuatan negatif dan paling umum dalam cairan ionik yaitu ion asetat, nitrat, borat, atau asam sulfat. 

Beberapa aplikasi cairan ionik diberbagai bidang dikarenakan sifat uniknya seperti stabilitas termal, konduktivitas ionik, dan daya larut yang baik.

1. Pelarut Reaksi Kimia

Cairan ionik dapat digunakan sebagai pelarut alternatif dalam berbagai reaksi kimia dikarenakan daya larutnya yang baik dapat meningkatkan efisiensi reaksi kimia dan memungkinkan penggunaan kondisi reaksi yang lebih lembut.

2. Elektrolit dalam Baterai

Sifat konduktivitas ionik yang tinggi membuatnya menjadi alternatif menarik dalam pengembangan baterai yang lebih efisien. Seperti pada baterai Lithium-ion beberapa cairan inok digunakan sebagai elektrolit dalam baterai.

3. Pelarut Ekstraktan dalam Proses Metalurgi

Ekstraksi Metalurgi merupakan proses yang digunakan untuk memisahkan logam berharga dalam konsentrat dari material lain. Cairan ionik digunakan dalam ekstraksi logam dari bijih dalam proses tersebut, dapat menjadi pelarut alternatif yang efisien dna ramah lingkungan.

4. Pelarut Pemurnian gas.

Proses penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS) ini menggunakan cairan ionik untuk menagkap dan memurnikan gas, seperti karbondioksida dari gas buangan industri.

5. Pelarut dalam Reaksi Katalis.

Cairan ionik akan berfungsi sebagai pelarut dalam reaksi katalisis, yang digunakan dalam sintesis kimia dan pengolahan katalis.

6. Pelarut dalam Produksi Biodiesel

Dalam produksi biodiesel yang diperuntukkan sebagai pengganti minyak solar fosil yang tak terbarukan, digunakan cairan ionik sebagai pelarut yang efisien dalam reaksi transesterifikasi.

7. Pelarut dalam Proses Elektrodeposisi Logam

Elektrodeposisi nerupakan proses pengendapan logam dengan menggunakan arus listrik banyak digunakan adalah pada proses  pelapisan logam (elektroplating) dan recovery logam dari air limbah. Dalam proses ini cairan ionik digunakan sebagai pelarut untuk menghasilkan lapisan logam dengan kualitas yang baik.

8. Fluida Hidrotermal untuk Pengolahan Biomassa

Beberapa cairan ionik dapat berfungsi sebagai fluida hidrotermal untuk pengolahan biomassa, mendukung konversi biomassa untuk menjadi bahan bakar dan produk kimia.

Penggunaan cairan ionik terus berkembang seiring dengan penelitian berkelanjutan. Cairan ionik menjadi sebuah keunggulan untuk terus dieksplorasi lebih lanjut dalam berbagai industri.

Cairan ionik memiliki beberapa sifat yang membuatnya lebih ramah lingkungan dibandingkan pelarut konvensional. Berikut aspek-aspeknya yaitu:

1. Daya larut yang baik untuk berbagai senyawa. Cairan ionik larut dalam berbagai senayawa organik dan anorganik sehingga dapat digunakan sebagai pelarut yang efektif untuk berbagai jenis reaksi kimia

2. Stabilitas termal yang tinggi. Sebagian besar dari cairan ionik memiliki titik lebur yang sangat rendah,  dan beberapa diantaranya bahkan cair pada suhu kamar. Sifat ini dapat meningkatkan stabilitas termal dan mengurangi kebutuhan energi untuk pengolahan dan pemurnian.

3. Daya hantar listrik yang tinggi. Cairan ionik memberikan manfaat dalam aplikasi seperti elektrokimia dan penggunaan sebagai elektrolit dalam baterai

4. Tidak menguap pada suhu kamar. Sejumlah cairan ionik memiliki tekanan uap yang sangat rendah pada suhu kamar, yang berarti tidak mudah menguap sehingga megnurangi emisi gas berbahaya ke atmosfer.

5. Pilihan Bahan Dasar yang lebih aman. Cairan ionik beberapa dapat disintesis dari bahan dasar yang lebih aman dan lebih ramah lingkungan dibandingkan pelarut organik konvensional. 

Sifat ramah lingkungan tidak dapat dianggap sebagai suatu kepastian mutlak meski sifat-sifatnya sudah termasuk dalam 12 prinsip kimia hijau. Beberapa cairan ionik masih dapat memiliki dampak lingkungan tergantung dari jenis cairan ionik, penggunaan cairan ionik, dan bagaimana cairan ionik dibuang. Oleh karena itu, penelitian terus dilakukan untuk mengembangkan cairan ionik yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.