In chimica, cos'è un ponte salato?

Il termine ponte salino ha due usi distinti in chimica.L'uso originale ha descritto un'unione gel elettricamente conduttiva tra due mezze cellule di una cella voltaica nel campo dell'elettrochimica.Il secondo è l'uso di una molecola esterna e leggermente polare per creare un ponte tra le sezioni di una macromolecola che si respingeva a vicenda senza l'intervento di un ponte salato.Un nuovo campo, la chimica supramolecolare, nello sviluppo pratico dal 1960, sfrutta i ponti sale per creare strutture altamente dettagliate.

In una cella voltaica, chiamata anche cella galvanica, una reazione elettrochimica avviene in due posizioni fisiche separate chiamate mezze cellule.La metà di una reazione di riduzione dell'ossidazione (redox) si verifica in ogni mezza cellula.Alessandro Volta ha dimostrato il principio di base impilando i dischi di zinco e argento, separati da dischi di carta saturi di acqua salata, il ponte, nel 1800 circa. Impilando molti di questi set di disco di zinco-bridge-silver, è stato in grado di rilevare una scossa elettricaQuando ha toccato entrambe le estremità contemporaneamente.

Una vera cella di batteria fu costruita nel 1836 da John Frederick Daniell, che usava zinco e rame.Una striscia di ciascun metallo è stata immersa in una soluzione del proprio ione metallico.Le due strisce erano collegate dal filo e le due soluzioni da un tubo in ceramica poroso riempito con acqua salata, il ponte salato.

Se un ponte salato non viene impiegato in una cella della batteria, la reazione si verifica direttamente e il flusso di elettroni non può essere diretto attraverso il filo.Il ponte salato conduce solo la carica sullo ione attraverso i suoi ioni sale.Nessun ione dalla reazione redox viaggia attraverso il ponte.

La chimica supramolecolare fornisce un approccio innovativo al campo della nanotecnologia.Le strutture in nanoscala, da 1 a 100 nanometri (da 0,00000004 a 0,0000004 pollici), sono in genere fabbricate ridotte strutture più grandi usando bombardamento elettronico o altre tecniche.La chimica supramolecolare tenta di creare strutture imitando il modo di autoassemblaggio.L'autoassemblaggio si verifica quando una macromolecola si crea se stessa aggiungendo componenti di base in una procedura di gradino.Ottiene nuove unità, che a loro volta inducono la molecola a piegare e piegare in modo da attrarre e legare il componente successivo, raggiungendo infine una struttura tridimensionale precisa.

L'acido deossiribonucleico (DNA) è autoassemblato nella cellulada un processo pieghevole e riproposta.Man mano che ogni piega viene realizzata, i nuovi gruppi funzionali, i gruppi laterali di atomi più reattivi, vengono messi in una posizione di attrazione o repulsione.Mentre le molecole si muovono per consentire ai gruppi funzionali di essere più vicini o più distanti, viene realizzata una piega.Il legame idrogeno, un debole intermolecolare o, nel caso delle macromolecole, una debole attrazione intramolecolare tra gruppi idrossile leggermente negativi e gruppi di protoni leggermente positivi dirige il processo di piegao macromolecola sintetica in un luogo in cui esistono lievi forze repulsive.Una seconda piccola molecola, chiamata ponte salino, può allinearsi nel punto corretto, dove può colmare le forze opposte.Invece di aprire la piega, come fa la sezione senza bridia, il ponte salato stringe lo spazio e stringe nella macromolecola.La selezione del ponte salato è molto impegnativa;È richiesto un adattamento esatto fisicamente e in carica.I chimici supramolecolari studiano macromolecole naturali per comprendere e utilizzare ponti salato nella costruzione di nanostrutture utili.