Kimyada Tuz Köprü Nedir?

Tuz köprüsü teriminin kimyada iki ayrı kullanımı vardır. Orijinal kullanım, elektrokimya alanındaki bir voltaik hücrenin iki yarı hücresi arasında elektriksel olarak iletken bir jel birleşimini tarif etmiştir. İkincisi, bir tuz köprüsünün müdahalesi olmadan birbirini itecek bir makromolekülün bölümleri arasında bir köprü oluşturmak için bir dış, hafif polar molekülün kullanılmasıdır. Yeni bir alan, supramoleküler kimya, yaklaşık 1960'tan bu yana pratik gelişimde, son derece ayrıntılı yapılar oluşturmak için tuz köprülerinden yararlanır.

Galvanik hücre olarak da adlandırılan voltaik bir hücrede, yarı hücreler adı verilen iki ayrı fiziksel konumda bir elektrokimyasal reaksiyon gerçekleşir. Yükseltgenme-indirgenme (redoks) reaksiyonunun yarısı her bir yarım hücrede meydana gelir. Alessandro Volta, temel sulamayı, tuzlu suya doymuş kağıt disklerle ayıran çinko ve gümüş diskleri, köprü, yaklaşık 1800'de istifleyerek gösterdi. o dokunduğunda her iki ucunda aynı anda.

Gerçek bir pil hücresi 1836'da çinko ve bakır kullanan John Frederick Daniell tarafından yapılmıştır. Her metalin bir şeridi, kendi metal iyonunun bir çözeltisine daldırıldı. İki şerit, tel ve iki çözelti, tuzlu su, tuzlu su ile doldurulmuş gözenekli bir seramik boru ile birleştirildi.

Bir akü hücresinde bir tuz köprüsü kullanılmıyorsa, reaksiyon doğrudan gerçekleşir ve elektron akışı tel üzerinden yönlendirilemez. Tuz köprüsü, iyon üzerindeki yükü yalnızca tuz iyonları üzerinden iletir. Redoks reaksiyonundan hiçbir iyon köprüden geçmez.

Supramoleküler kimya nanoteknoloji alanına yenilikçi bir yaklaşım sunar. Nano ölçekli yapılar, 1 ila 100 nanometre (0.00000004 ila 0.0000004 inç), tipik olarak elektron bombardımanı veya diğer teknikler kullanılarak daha büyük yapılar kesilerek üretilir. Supramoleküler kimya, doğanın kendi kendine montaj şeklini taklit ederek yapılar oluşturmaya çalışır. Kendiliğinden montaj, bir makromolekül, adım adım prosedürde temel bileşenler ekleyerek kendisini oluşturduğunda meydana gelir. Sırasıyla molekülün bir sonraki bileşeni çekecek ve bağlayacak şekilde katlanmasına ve bükülmesine neden olarak yeni birimler kazanır ve sonuçta kesin, üç boyutlu bir yapı elde edilir.

Deoksiribonükleik asit (DNA), bir katlama ve tekrar katlama işlemi ile hücreye kendiliğinden monte edilir. Her kat yapıldığında, yeni fonksiyonel gruplar, daha reaktif atomların yan grupları bir çekim veya itme konumuna getirilir. Moleküller, fonksiyonel grupların daha yakın veya uzaklaşmasını sağlamak için hareket ettikçe bir kat yapılır. Hidrojen bağı, zayıf moleküller arası veya makromoleküller söz konusu olduğunda hafif negatif hidroksil grupları ve hafif pozitif proton grupları arasındaki zayıf molekül içi çekim katlama işlemini yönlendirir.

Bazen, bir kıvrılma veya kıvrılma, hafif itici kuvvetlerin bulunduğu bir yerde doğal veya sentetik bir makromolekülde meydana gelmeye ihtiyaç duyar. Tuz köprüsü adı verilen ikinci küçük bir molekül, kendisini karşıt güçleri köprüleyebileceği doğru noktada hizalayabilir. Karma köprü kesildiği gibi, kapağı açmak yerine, tuz köprüsü makromolekül içindeki boşluğu ve cinleri sıkar. Tuz köprüsünün seçimi çok zorlu; Fiziksel olarak ve sorumlu dağıtımda tam bir uyum gereklidir. Supramoleküler kimyacılar, yararlı nanoyapıların yapımında tuz köprülerinin anlaşılması ve kullanılması için doğal makromolekülleri incelemektedir.