Em química, o que é uma ponte de sal?
O termo ponte de sal tem dois usos distintos na química. O uso original descreveu uma união de gel eletricamente condutora entre duas meias-células de uma célula voltaica no campo da eletroquímica. O segundo é o uso de uma molécula externa, ligeiramente polar, para criar uma ponte entre as seções de uma macromolécula que se repeliriam sem a intervenção de uma ponte de sal. Um novo campo, a química supramolecular, em desenvolvimento prático desde 1960, aproveita as pontes de sal para criar estruturas altamente detalhadas.
Em uma célula voltaica, também chamada de célula galvânica, uma reação eletroquímica ocorre em dois locais físicos separados chamados meias células. Metade de uma reação de oxidação-redução (redox) ocorre em cada meia célula. Alessandro Volta demonstrou o princípio básico empilhando discos de zinco e prata, separados por discos de papel saturados em água salgada, a ponte, por volta de 1800. Ao empilhar vários desses conjuntos de discos de ponte de zinco-prata, ele conseguiu detectar um choque elétrico quando ele tocou as duas extremidades simultaneamente.
Uma verdadeira célula de bateria foi construída em 1836 por John Frederick Daniell, que usava zinco e cobre. Uma tira de cada metal foi mergulhada em uma solução de seu próprio íon metálico. As duas tiras foram conectadas por fio e as duas soluções por um tubo de cerâmica porosa, preenchido com água salgada, a ponte de sal.
Se uma ponte de sal não é empregada em uma célula da bateria, a reação ocorre diretamente e o fluxo de elétrons não pode ser direcionado através do fio. A ponte de sal conduz apenas a carga no íon através de seus íons de sal. Nenhum íon da reação redox viaja através da ponte.
A química supramolecular fornece uma abordagem inovadora para o campo da nanotecnologia. Estruturas em nanoescala, de 1 a 100 nanômetros (0,00000004 a 0,0000004 polegadas), são tipicamente fabricadas diminuindo estruturas maiores usando bombardeio de elétrons ou outras técnicas. A química supramolecular tenta criar estruturas, imitando o modo de auto-montagem da natureza. A automontagem ocorre quando uma macromolécula se constrói adicionando componentes básicos em um procedimento passo a passo. Ele ganha novas unidades, o que, por sua vez, faz com que a molécula se dobre e dobre de maneira a atrair e unir o próximo componente, finalmente alcançando uma estrutura tridimensional precisa.
O ácido desoxirribonucléico (DNA) é auto-montado na célula por um processo de dobragem e re-dobragem. À medida que cada dobra é feita, novos grupos funcionais, grupos laterais de átomos mais reativos, são colocados em uma posição de atração ou repulsão. À medida que as moléculas se movem para permitir que os grupos funcionais se aproximem ou se afastem, é feita uma dobra. A ligação de hidrogênio, uma intermolecular fraca ou, no caso das macromoléculas, uma fraca atração intramolecular entre grupos hidroxila ligeiramente negativos e grupos prótons levemente positivos direcionam o processo de dobragem.
Às vezes, uma dobra ou dobra precisa ocorrer em uma macromolécula natural ou sintética em um local onde exista uma leve força repulsiva. Uma segunda molécula pequena, chamada ponte de sal, pode se alinhar no local correto, onde pode unir as forças opostas. Em vez de abrir a dobra, como faz a seção descontrolada, a ponte de sal aperta a fenda e diminui a macromolécula. A seleção da ponte de sal é muito exigente; é necessário um ajuste exato fisicamente e na distribuição da carga. Os químicos supramoleculares estudam macromoléculas naturais para entender e usar pontes de sal na construção de nanoestruturas úteis.