En química, ¿qué es un puente de sal?

El término puente de sal tiene dos usos distintos en química. El uso original describió una unión de gel eléctricamente conductora entre dos medias células de una celda voltaica en el campo de electroquímica. El segundo es el uso de una molécula externa ligeramente polar para crear un puente entre secciones de una macromolécula que se repele entre sí sin la intervención de un puente de sal. Un nuevo campo, la química supramolecular, en el desarrollo práctico desde aproximadamente 1960, aprovecha los puentes de sal para crear estructuras altamente detalladas.

En una célula voltaica, también llamada célula galvánica, una reacción electroquímica tiene lugar en dos ubicaciones físicas separadas llamadas medias células. La mitad de una reacción de reducción de oxidación (redox) ocurre en cada media célula. Alessandro Volta demostró el principio básico al apilar los discos de zinc y plata, separados por discos de papel saturados de agua salada, el puente, en aproximadamente 1800. Al apilar varios de estos juegos de disco de zinc-pufil, pudo detenerECT, una descarga eléctrica cuando tocó ambos extremos simultáneamente.

Una verdadera celda de batería fue construida en 1836 por John Frederick Daniell, quien usó zinc y cobre. Se sumergió una tira de cada metal en una solución de su propio ion metálico. Las dos tiras estaban conectadas por alambre y las dos soluciones por un tubo de cerámica poroso lleno de agua salada, el puente de sal.

Si no se emplea un puente de sal en una celda de la batería, la reacción ocurre directamente y el flujo de electrones no se puede dirigir a través del cable. El puente de sal conduce solo la carga del ion a través de sus iones de sal. No hay iones de la reacción redox viajan a través del puente.

La química supramolecular proporciona un enfoque innovador al campo de la nanotecnología. Las estructuras a nanoescala, de 1 a 100 nanómetros (0.00000004 a 0.0000004 pulgadas), se fabrican típicamente mediante estructuras más grandes usando bombardeo de electronesu otras técnicas. La química supramolecular intenta crear estructuras imitando la forma de autoensamblaje de la naturaleza. El autoensamblaje ocurre cuando una macromolécula se acumula al agregar componentes básicos en un procedimiento gradual. Obtiene nuevas unidades, lo que a su vez hace que la molécula se dobla y se doble de una manera para atraer y unir el siguiente componente, finalmente logrando una estructura tridimensional precisa.

El ácido desoxirribonucleico (ADN) se autoensambla en la célula mediante un proceso de plegado y reholdeamiento. A medida que se realiza cada pliegue, los nuevos grupos funcionales, grupos laterales de átomos más reactivos, se ponen en una posición de atracción o repulsión. A medida que las moléculas se mueven para permitir que los grupos funcionales estén más cerca o más separados, se hace un pliegue. La unión de hidrógeno, una intermolecular débil, o, en el caso de macromoléculas, una atracción intramolecular débil entre los grupos hidroxilo ligeramente negativos y los grupos de protones ligeramente positivos dirigen el proceso de plegamiento.

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A veces, un pliegue o curva necesitapara ocurrir en una macromolécula natural o sintética en un lugar donde existen fuertes fuerzas repulsivas. Una segunda molécula pequeña, llamada puente de sal, puede alinearse en el lugar correcto, donde puede unir a las fuerzas opuestas. En lugar de empujar el plegamiento abierto, como lo hace la sección sin marcar, el puente de sal aprieta el espacio y los cicles en la macromolécula. La selección del puente de sal es muy exigente; Se requiere un ajuste exacto físicamente y distribución de carga. Los químicos supramoleculares estudian macromoléculas naturales para comprender y usar puentes de sal en la construcción de nanoestructuras útiles.