Mitä on ioninen neste? Lyhyt vastaus on: suolaa. Mutta mitä suolaa? Ennen kuin voidaan sanoa, mitä ioninen neste on, pitää ensin selittää, mitä suolat ovat. Suola on ioninen yhdiste, eli siinä on vähintään kaksi ionia, joista toinen on positiivisesti varautunut (kationi) ja toinen negatiivisesti varautunut (anioni). Niitä pitää yhdessä ns. ionisidos, jolloin sidoselektronit ovat kokoontuneet pääasiassa anionin puolelle. Mitä atomeja ionit voivat sisältää, onkin sitten hyvin laaja ja monimutkainen juttu. Yleensä ionisissa nesteissä ainakin toinen ioni (yleensä kationi) on ”molekyylimäinen” orgaaninen yhdiste, jolla on jokin funkitionaalinen ryhmä, joka on sitten varauksellisuuden tuoja. Tällainen funktionaalinen ryhmä voi olla esimerkiksi (orgaaninen, -NR3+) ammoniumryhmä.
Ioninen neste yli hilseen?
Syy siihen miksi ioninen neste ei ole vain ”suolaa” on siis siinä, että se on nestemäistä matalissa (alle 100 astetta) lämpötiloissa ja se poikkeaa esim. hydraattisuoloista siinä, ettei se sisällä mitään liuotinmolekyylejä kidehilassaan, joihin se suola sitten liukenisi, kun tulisi tarpeeksi kuumat paikat. Ennemmin ioniset nesteet ovat nestettä sen vuoksi, että ne eivät oikein tahdo kiteytyä, vaan ne pysyvät ennemmin nesteenä. Tälle voi sitten olla monta syytä, mutta pääasiassa ionien geometria taitaa sanella sen, että kuinka hyvin kukin yhdiste tahtoo kiteytyä. Tämän geometrian ja kiteytymisen välisten syy-seuraussuhteiden käsittäminen on sitten vielä vaikeampiselkoista kuin tämän tekstin sisäistäminen ilman kemian alan koulutusta.
Mitä ominaisuuksia niillä on?
Ioniset nesteet ovat tietenkin suolaa, eli ne johtavat sähköä ja haihtuvat todella huonosti. Ja ne ovat nestettä. Näille on povattu kaikenlaisia superkäyttökohteita (liuottimina tai elektrolyytteinä) joskus tulevaisuudessa, mutta tällä hetkellä, jos ioninen neste on ”vain” ionista nestettä, niin enpä ole tietoinen, että missä niitä käytettäisiin nyt? (9/2025) Muutokset tosin tapahtuvat hitaasti. Luulenpa kuitenkin, että ioniset nesteet tarvitsevat ionisuutensa ja nestemäisyytensä vielä kolmannen ominaisuuden, joka toisi niille ansaitsemaansa arvostusta missä lie. Tai sitten ionisen nesteen voisi yhdistää johonkin muuhun materiaaliin ja sitten tapahtuisi… ….jotain? Kuten huomaatte, tiede tarvitsee myös luovuutta.
Tein pari lyhytvideota YouTubeen ja alla on niistä ensimmäinen, jossa valmistan ionista nestettä kahdesta kiinteästä aineesta varsin vaivattomasti.