Função da ponte salina em uma pilha


As pontes salinas são estudadas pela Eletroquímica, cuja área de abrangência enquadra todo tipo de reação apresentada pelas transferências de elétrons e seus fenômenos associados. São nas reações chamadas de oxidação e redução que acontecem tais transferências. O número de oxidação de (no mínimo) dois reagentes mudam. O número de oxidação aumenta em um desses casos, e em o outro diminui, formando através desse processo um par redox.

Função da ponte salina em uma pilha

A energia elétrica é produzida quando existem reações eletroquímicas que acontecem de forma totalmente espontânea. Esse fenômeno ocorre em diversos dispositivos, como células, baterias, combustíveis e pilhas. Nesse ultimo caso, a reação necessitada é chamada de pontes salinas. Leia abaixo para entender o que são essas pontes, como elas funcionam e quais são suas funções no funcionamento das pilhas.

As pontes salinas

Para que uma pilha ofereça a energia necessária para diversos dispositivos, é preciso que as células presentes nela sejam ligadas de alguma forma. Cientistas utilizam, então, um elemento chamado ponte salina para fazer essa união. O resultado final é obtido através de uma solução que conecta as semicélulas (cujo número varia, mas sempre é duas ou mais de duas) presentes na pilha.

A base da composição dessa solução é constitui-se de um tipo de sal. Normalmente os químicos utilizam um tubo feito de vidro em formato de “U” para atingir o resultado desejado. Ele é o responsável por conectar cada parte em que estão presentes as células que precisam ser ligadas. Mas essa não é a única forma de fazer essa união. Dependendo da necessidade do momento, podem ser utilizados outras formas de estrutura de ligação. Por exemplo, em pilhas de Volta, nas quais a ponte para a união das células é um tecido úmido.

O sal presente na solução precisa ter uma mobilidade iônica elevada. Hoje em dia é mais comum que se utilize o cloreto de potássio (KCI) ou o nitrato de potássio (KNO3). Em outras ocasiões são utilizados o nitrato de sódio (NaNO3) ou o nitrato de amônio (NH4NO). Em cada extremidade do tubo que será a ponte é posto uma substância para que a ligação seja feita. Normalmente é utilizado algodão ou lã de vidro. Também é comum que se utilize uma substância chamada de ágar-ágar, a qual é retirada de algas marinhas vermelhas. Sua consistência é gelatinosa, e é usada com frequência na produção de diversos alimentos. Também é comum que cientistas utilizem o ágar-ágar como cultura em muitos laboratórios bacteriológicos.

Função da ponte salina em uma pilha

A principal função das pontes salinas de uma pilha é unir um eletrodo positivo a um eletrodo negativo. As soluções eletrolíticas que estão presentes nas semi-células abrigam os eletrodos responsáveis por parte do processo. Eles têm como função a produção de uma corrente contínua, que necessita de um circuito fechado para a transição. Isso é feito com um intercâmbio de íons através das células.

Mas essa não é a única função das pontes salinas. Além de fechar o circuito para a corrente contínua, elas mantêm uma neutralidade nas soluções presente nas semi-células. A carga positiva existe em excesso no ânodo, que é provocado pela continua oxidação. Já a carga negativa é presente em excesso no cátodo, devido à redução. Dessa forma, os aniões que estão na ponte salina vão direto ao excesso de carga positiva, enquanto os cations vão para o excesso de carga negativa. As soluções então mantêm-se neutras de um modo geral.

    Vamos ver como todo o processo é feito. Observe abaixo:

  • Numa pilha há o polo positivo e o polo negativo. O primeiro é chamado de ânodo, e o segundo de cátodo. Suponhamos que existe um caso no qual o ânodo é representado pelo zinco metálico (ZnO, da placa), enquanto os cátions são representados pelo cobre (Cu2+).
  • As duas soluções perdem a neutralidade elétrica com o passar do tempo. Isso se deve à contínua transferência de elétrons. O funcionamento das pilhas é interrompido e as soluções passam a ser instáveis, já que há um excesso de íons no processo.
  • Para solucionar isso é preciso que exista uma livre migração de íons de uma solução até a outra. Os excessos podem ser eliminados com a ponte salina. Também pode ser utilizado uma placa de porcelana porosa, pois o efeito é o igual. A pilha então continua funcionando ao passar por esse processo, porque os íons irão permanecer em equilíbrio.
  • Nesse exemplo citado acima, vamos ter os íons cloreto (Cl1 – (aq)) indo para o eletrodo de zinco, já que surge o íon zinco (Zn2+(aq)). Os íons de potássio (k1+(aq)) migram para outro eletrodo, o de cobre. A relatividade dele é menor que a do zinco no que diz respeito à neutralização das cargas negativas (SO42-(aq)) excedentes. Elas acontecem porque há uma diminuição de íons Cu2+(aq) na solução.