Qué es la electroquímica bipolar ?

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El concepto es muy novedoso y puede tener aplicaciones muy interesantes. Al constar la electroquímica bipolar de dos términos es útil para comprenderla definir cada uno de estos aparte: La electroquímica estudia los procesos en los que hay intercambio de electrones dentro de las reacciones químicas. Muchos átomos “ceden” sus electrones de la parte externa de su “corteza electrónica” mientras que otros “atrapan” esos electrones como consecuencia existen pequeñas corrientes eléctricas, aunque no es del todo apropiado llamarlas así pero es una forma describirlas, entre los átomos que ceden y los que atrapan, corrientes que serían de a lo sumo unos pocos electrones en fracciones de segundos. Estos intercambios de electrones se pueden aprovechar para producir corrientes eléctricas (ya propiamente dichas) y es el principio básico de una pila eléctrica.

En cuanto al término bipolar quiere decir que algo tiene dos polos, de manera semejante a lo que ocurre con un imán. Juntos se refieren a una nueva técnica que consiste en colocar dos piezas metálicas llamadas electrodos en una disolución o gel al que llaman “medio”. Entonces se cargan eléctricamente las placas, una con carga positiva (el ánodo) y otra con carga negativa (el cátodo) generando un campo eléctrico que atraviesa el medio, esto hace que las partículas con carga eléctrica positiva se dirijan al cátodo y se les llama cationes (que significa literalmente “que viajan al cátodo”) mientras que las partículas con carga eléctrica negativa se dirigen a su vez hacia el ánodo y se les llama aniones (que viajan al ánodo); al conjunto de aniones y cationes se les llama iones (viajeros).

Estas propiedades de las disoluciones y los coloides se aprovechan para purificar metales como el oro, llegando a obtener casi un 100 % de pureza (lo que es por demás extraño en la naturaleza); también permite la construcción de acumuladores eléctricos como las pilas o las baterías de autos y también hay aplicaciones como en las pruebas de ADN, donde los “trozos” de ADN son sometidos a un campo eléctrico y se separan paulatinamente debido a que viajan a diversas velocidades y direcciones, entonces se forma una especie “manchas” que recuerdan el “código de barras” que se usa en los supermercados y así como cada producto tiene su propio código cada persona tiene su propio juego de manchas.

Recientemente se encontró gracias a una propiedad que exponen los metales en ciertas condiciones una nueva aplicación de la electroquímica bipolar. Para explicarnos vamos a suponer que se coloca en una disolución salina o un gel un trozo de un metal, esta disolución o gel está colocada entre dos placas metálicas, debidamente aisladas, pues en este caso se necesita solo la presencia del campo eléctrico y que no existan interacciones químicas entre las placa metálicas y la disolución o el gel. En los metales hay muchos electrones que pueden desplazarse de átomo en átomo con cierta facilidad y son denominados “electrones libres”. Estos electrones libres, cuya carga es negativa, son atraídos por el ánodo de manera que en un lado del trozo de metal hay electrones de más y de menos al otro lado. Como consecuencia los átomos que tienen electrones de menos se disuelven en la disolución o se difunden en el coloide, mientras que en la parte donde hay electrones de más los átomos son depositados. Si los componentes del coloide o de la disolución contienen iones del metal el proceso es casi instantáneo, el objeto se hace más grande de un lado y del otro se achica dando la sensación de que se mueve en dirección del ánodo.

Este proceso ocurre a nivel molecular con objetos muy pequeños y tiene potencialmente grandes aplicaciones puesto que se revierte con solo cambiar la polaridad de las placas y la velocidad se puede aumentar o disminuir si se aumenta o disminuye la carga de las mismas placas. Al mencionar esto hay que decir que para mantener las placas con un carga estática no hay que invertir energía y entonces el proceso se lleva a cabo de manera espontánea sin embargo si uno quiere cambiar el ritmo del movimiento o invertirlo sí se debe invertir energía. Se mencionan muchas aplicaciones en el futuro pero en lo particular me parece que se asemeja mucho al movimiento de las proteínas que hacen que un músculo funcione lo que en teoría nos podría llevar a la construcción de un muy eficiente “músculo artificial o prostético” y con ello miembros artificiales más eficientes; así de interesantes y útiles para la humanidad pueden ser los usos de la electroquímica bipolar.

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