Ponte salina (electroquímica)

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Ponte salina.

En electroquímica, unha ponte salina é un dispositivo de laboratorio usado para conectar as semicelas de oxidación e redución dunha cela galvánica (cela voltaica), un tipo de cela electroquímica. Mantén a neutralidade eléctrica dentro do circuíto interno, impedindo que a cela faga chegar a súa reacción rapidamente ao equilibrio. A función da ponte salina é illar os contidos das dúas partes da cela mentres se mantén o contacto eléctrico entre elas. Cando os electróns saen dunha semicela da pila galvánica e flúen á outra, establécese unha diferenza de potencial entre elas. Se non se utilizase unha ponte salina, esta diferenza de potencial evitaría o fluxo de máis electróns. Unha ponte salina permite o fluxo dos ións para manter un equilibrio na carga entre os recipientes da oxidación e a redución mentres mantén separado o contido de cada un. Coa diferenza de carga equilibrada, os electróns poden fluír unha vez máis, e as reaccións de redución e oxidación poden continuar. Se non estivesen presentes as pontes salinas, a solución dunha semicela acumularía cargas negativas e a solución da outra semicela acumularía cargas positivas a medida que avanzase a reacción, impedindo rapidamente que esta continuase producíndose, e, por tanto, evitando a produción de electricidade.

Cela electroquímica (similar a unha cela de Daniell) cunha ponte salina de papel de filtro. O papel foi enchoupado cunha solución de KNO₃.

O uso de pontes salinas facilita os experimentos electroquímicos, xa que permite a liberdade de elección dos ións en solución. Por exemplo, unha mestura de dous catións diferentes na solución podería ter como resultado a redución preferencial do non desexado para os obxectivos do experimento. Cunha ponte salina, o catión desexado (átomos positivos) está illado nun recipiente, mentres que o catión no outro recipiente pode ser elixido para facer o experimento máis fácil, por exemplo, utilizando un sal da especie aniónica (negativa) máis soluble ou máis estable.

As pontes salinas xeralmente poden ser de dous tipos: de tubo de vidro e de papel de filtro.

Pontes de tubo de vidro

Un tipo de ponte salina consiste nun tubo de vidro con forma de U cheo cun electrólito reltivamente inerte, xeralmente cloruro de potasio ou cloruro de sodio, aínda que na figura mostrada se usou unha solución de nirato de potasio. A condución de electricidade desde unha solución electrolítica á outra ocorre por un desprazamento dos ións positivos na ponte nunha dirección (por exemplo, Na⁺ ou K⁺) e dos ións negativos (por exemplo, SO₄⁻², NO₃^- ou Cl^-). Elíxese un electrólito que:

1. non reaccione con ningunha das substancias químicas utilizadas nas celas;
2. o anión e o catión teñen similar condutividade eléctrica e, por tanto, similar velocidade de migración.

O electrólito adoita estar xelificado con ágar-ágar para axudar a impedir a mestura dos fluídos, que doutro modo podería ocorrer.

A condutividade dunha ponte de tubo de vidro depende principalmente da concentración da solución do electrólito. A concentracións por debaixo da saturación, un incemento na concentración aumenta a condutividade. A condutividade diminúe cun contido en electrólito sobresaturado ou cun tubo de pequeno diámetro.

Pontes de papel de filtro

Consisten nun papel de filtro enchoupado dunha solución cun electrólito relativamente inerte, xeralmente cloruro de potasio ou cloruro de sodio. Non cómpre utilizar un axente xelificante, xa que o papel de filtro proporciona un medio sólido para a condución.

A condutividade deste tipo de pontes salinas depende de varios factores: a concentración da solución de electrólito, a textura e capacidae de absorción do papel de filtro. Xeralmente, unha textura máis suave e unha alta absorbencia orixinan unha maior condutividade.

En vez da ponte salina, pode utilizarse un disco poroso ou outra barreira porosa entre as dúas semicelas, que serviría para o mesmo propósito.