A Ponte Salina das Pilhas

O bom funcionamento de uma pilha depende, entre outros fatores, da existência de uma ponte salina. Mas, para entendermos por que sua presença é essencial, vejamos um exemplo de pilha e o que ocorreria com ela se não houvesse a ponte salina.

Temos abaixo uma pilha formada por um eletrodo de cobre metálico e outro de zinco mergulhados, respectivamente, em soluções de sulfato de cobre (CuSO₄) e de sulfato de zinco (ZnSO₄).  

O ânodo é o zinco metálico que se oxida, liberando elétrons que são transferidos por meio do circuito elétrico externo para o cátodo (íons cobre), segundo as semirreações abaixo:

Semirreação no ânodo: Zn_{( s)}   ↔  Zn²⁺_(aq) + 2 e^-
Semirreação no cátodo: Cu²⁺_(aq) + 2 e^- ↔  Cu_{( s)}  
Reação Global: Zn_{( s)}   + Cu²⁺_(aq)  ↔ Zn²⁺_(aq) + Cu_{( s)}

Com o tempo, a massa da placa de zinco irá diminuir e a concentração de íons zinco (Zn²⁺_(aq)) na solução aumentará cada vez mais. No outro eletrodo, a massa da placa de cobre irá aumentar e a concentração dos íons cobre em solução (Cu²⁺_(aq)) diminuirá, perdendo a sua coloração azul.

Portanto, a neutralidade de ambas as soluções seriam perdidas, a solução ficaria instável devido ao excesso de cargas, o que faria a pilha parar imediatamente de funcionar.

Para solucionar esse problema, usamos a ponte salina. Ela pode ser um tubo em U que contém uma solução aquosa concentrada de um sal bastante solúvel, que liga as duas semicelas. Geralmente, as soluções usadas são de cloreto de potássio (KCl_(aq)), nitrato de amônio (NH₄NO_3(aq)), nitrato de sódio (NaNO_3(aq)) ou nitrato de potássio (KNO_3(aq)). As extremidades do tubo são fechadas por algum material poroso, como algodão ou ágar-ágar.

Assim, os íons presentes na ponte salina são transferidos para ambas as soluções, mantendo-as neutras. Por exemplo, se usarmos uma solução de cloreto de potássio (KCl_(aq)) com íons K⁺_(aq) e Cl^-_(aq) dispersos, de modo que os os ânions Cl^-_(aq) sejam transferidos para a solução com excesso de íons Zn²⁺_(aq) e os cátions K⁺_(aq) sejam transferidos para a solução que está com poucos cátions Cu²⁺_(aq).

Dessa forma, ambas as soluções serão neutralizadas e o funcionamento da pilha será prolongado. No lugar da ponte salina, pode ser usado também uma placa de porcelana porosa que tem essa mesma finalidade: escoar íons entre as soluções para que elas permaneçam neutras.