Vad är en saltbro i kemi?
Termen Salt Bridge har två distinkta användningsområden inom kemi. Den ursprungliga användningen beskrev en elektriskt ledande gelförening mellan två halvceller av en voltaisk cell inom elektrokemi. Den andra är användningen av en yttre, något polär molekyl för att skapa en bro mellan sektioner av en makromolekyl som skulle avvisa varandra utan ingripande av en saltbro. Ett nytt område, supramolekylär kemi, i praktisk utveckling sedan cirka 1960, utnyttjar saltbroar för att skapa mycket detaljerade strukturer.
I en voltaisk cell, även kallad en galvanisk cell, sker en elektrokemisk reaktion på två separata fysiska platser som kallas halvceller. Hälften av en oxidationsminskning (redox) -reaktion sker i varje halvcell. Alessandro Volta demonstrerade den grundläggande principen genom att stapla zink- och silverskivor, separerade av pappersskivor mättade i saltvatten, bron, cirka 1800. Genom att stapla flera av dessa zink-bron-silverdiskar, kunde han det det som det kunde avbrytaECT En elektrisk chock när han berörde båda ändarna samtidigt.
En riktig battericell konstruerades 1836 av John Frederick Daniell, som använde zink och koppar. En remsa av varje metall doppades i en lösning av sin egen metalljon. De två remsorna var anslutna med tråd och de två lösningarna med en porös keramikrör fylld med saltvatten, saltbron.
Om en saltbro inte används i en batterifall inträffar reaktionen direkt och elektronflödet kan inte riktas genom tråden. Saltbron utför endast laddningen på jonen via dess saltjoner. Inga joner från redoxreaktionen reser genom bron.
supramolecular Chemistry ger en innovativ strategi för området nanoteknologi. Nanoskala strukturer, 1 till 100 nanometer (0,00000004 till 0,0000004 tum), tillverkas vanligtvis genom att slå ner större strukturer med elektronbombardementeller andra tekniker. Supramolekylär kemi försöker skapa strukturer genom att efterlikna naturens sätt att självmontera. Självmontering uppstår när en makromolekyl bygger sig själv genom att lägga till grundläggande komponenter i en stegvis procedur. Den får nya enheter, vilket i sin tur får molekylen att vika och böjas på ett sätt att locka och binda nästa komponent, och slutligen uppnå en exakt, tredimensionell struktur.
deoxyribonukleinsyra (DNA) är självmonterad i cellen genom en viknings- och omformningsprocess. När varje vikning görs, läggs nya funktionella grupper, sidogrupper med mer reaktiva atomer, i en position av attraktion eller repulsion. När molekylerna rör sig så att de funktionella grupperna är närmare eller längre isär, görs en vikning. Vätebindning, en svag intermolekylär eller, i fallet med makromolekyler, en svag intramolekylär attraktion mellan något negativa hydroxylgrupper och något positiva protonsgrupper riktar vikningsprocessen.
Ibland behöver en vikning eller böjningatt förekomma i antingen en naturlig eller syntetisk makromolekyl på en plats där milda avvisande krafter finns. En andra liten molekyl, kallad en saltbro, kan anpassa sig själv på rätt plats, där den kan överbrygga de motsatta krafterna. Istället för att trycka på vikningen öppen, som den obruten sektionen gör, strammar saltbron klyftan och cinches i makromolekylen. Valet av saltbron är mycket krävande; En exakt passform krävs fysiskt och ansvarig fördelning. Supramolekylära kemister studerar naturliga makromolekyler för att förstå och använda saltbroar i konstruktionen av användbara nanostrukturer.