염다리
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
염다리는 전기화학에서 두 반쪽 전지의 전해질 사이에서 이온을 전달하여 전기적 중성을 유지하고 회로를 완성하는 역할을 하는 장치이다. 일반적으로 U자형 유리관에 불활성 전해질을 채워 사용하며, 염화칼륨(KCl) 수용액이 널리 사용되었으나, 이온 세기가 증가하면 효과가 감소하는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해 이온성 액체 염다리(ILSB)가 개발되었으며, 여과지나 숯을 이용한 염다리도 활용된다. 생화학에서는 단백질 내의 양이온성과 음이온성 잔기 사이의 약한 이온성 상호 작용을 염다리라고 부르며, 단백질의 구조를 안정화시키는 역할을 한다.
더 읽어볼만한 페이지
| 염다리 | |
|---|---|
| 일반 정보 | |
 | |
| 정의 | 화학에서 염다리는 두 부분으로 구성된 비공유 결합이다. 이 중 하나는 단백질과 다른 분자 사이의 인력과 같은 정전기적 인력으로 인한 것이고, 다른 하나는 수소 결합으로 인한 것이다. |
| 관련 용어 | 이온 결합, 수소 결합, 반데르발스 힘 |
| 유형 및 특성 | |
| 형성 | 염다리는 일반적으로 하전된 잔기, 특히 아미노산의 카르복실산 (-COO−) 또는 아미노 (-NH+3) 그룹 사이에서 형성되지만 무기 이온도 관여할 수 있다. |
| 거리 | 4Å (옹스트롬) 이내 |
| 강도 | 3–7 kcal/mol |
| 용매 효과 | 염다리의 강도는 용매의 유전 상수, pH, 이온 강도와 같은 요인에 따라 달라진다. |
| 생화학적 중요성 | |
| 단백질 안정성 | 염다리는 단백질 구조의 안정성에 기여하며, 단백질-단백질 상호작용, 단백질-리간드 상호작용, 촉매 작용에 중요하다. |
| 예시 | 헤모글로빈 4차 구조 효소 활성 부위 |
| 응용 | |
| 전기화학 | 전기화학에서 염다리는 일반적으로 두 반쪽 전지 사이의 이온 전도성을 유지하기 위해 사용된다. |
| 기능 | 두 전해액이 혼합되지 않도록 하면서 전하의 흐름을 가능하게 한다. |
| 형태 | U자형 유리관에 전해질 용액을 담아 사용 다공성 플러그 또는 젤을 사용하여 전해액을 고정 |
| 전해질 | 일반적으로 KCl, KNO3 또는 K2SO4와 같은 강전해질의 불활성 염 용액을 사용 |
| 참고 문헌 | Kakiuchi, Takashi (2011). Journal of Solid State Electrochemistry 15 (7): 1661–1671. doi:10.1007/s10008-011-1373-0. |
| 추가 정보 | |
| 주의사항 | 염다리는 단백질 구조 내에서 작용할 때는 강하지만, 수용액에서는 이온 강도가 증가하면 약해질 수 있다. |
2. 전기화학
전기화학에서 염다리는 양극과 음극의 반쪽 전지를 연결하는 전도성 상이다. 실험실에서는 유리로 된 역U자관 등에 염화칼륨(전극계의 용액과 접촉하여 반응하는 경우에는 질산칼륨 또는 질산암모늄) 등의 염류 용액을 채워 넣고, 관의 양쪽 끝을 젤라틴이나 한천으로 굳히거나 솜이나 여과지를 채워 넣어 용액 간의 혼합을 줄이고 이온 교환이 가능한 상태를 만든다.
일반적으로 사용되는 염다리로는 유리관 염다리, 여과지 염다리, 숯 염다리 등이 있다.
- '''유리관 염다리'''는 주로 염화칼륨(KCl) 수용액이나 이온성 액체를 사용한다.
- '''여과지 염다리'''는 여과지를 전해질 용액에 담가 사용하며, 저렴하고 간편하지만 이온 이동에 제한이 있을 수 있다.
- '''숯 염다리'''는 다공성이 뛰어나고 저렴하여 알칼리 용액에서 기준 전극으로 사용하기에 적합하다.
갈바니 전지#개요도 참조.
2. 1. 유리관 염다리 (KCl-type 및 이온성 액체 염다리)
유리관 염다리는 U자형 유리관에 염화칼륨(KCl) 수용액이나 이온성 액체 등 전해질을 채워 만든다. 전해질 용액은 보통 이동성이 비슷한 염화물, 질산염 등의 음이온과 암모늄, 칼륨 등 양이온을 섞어 만드는데, 이는 전지에 사용된 화학 물질과 반응하지 않도록 하기 위함이다.[1][3]
U자형 바이코어 튜브에 전해질 용액을 담아 유리관 염다리를 설치한다.[3] 튜브 끝은 유리 프리트와 같은 다공성 물질로 막거나, 한천으로 젤화하여 유체가 섞이는 것을 막는다.[3]
유리관 염다리의 전도도는 주로 전해질 용액 농도에 따라 달라진다. 포화 농도까지는 농도가 증가하면 전도도도 높아지지만, 포화 농도 이상이거나 튜브 직경이 좁으면 전도도가 낮아질 수 있다.[4]
전기화학에서 염다리는 양극과 음극의 반쪽 전지를 연결하는 전도성 상이다. 실험실에서는 유리로 된 역 U자관에 염화칼륨(전극계 용액과 반응하는 경우에는 질산칼륨 또는 질산암모늄) 등의 염류 용액을 채우고, 관 양쪽 끝을 젤라틴이나 한천으로 굳히거나 솜, 여과지 등을 채워 넣어 용액 간 혼합을 줄이고 이온 교환이 가능하게 만든다.
갈바니 전지#개요도 참조.
2. 1. 1. KCl-type 염다리
과거 수십 년 동안, 액체 접합 전위를 중화하기 위해 농축된 염화칼륨(KCl) 수용액이 사용되어 왔다.[1] 브로민화 칼륨 및 아이오딘화 칼륨과 같은 다른 염 용액과 염화칼륨을 비교했을 때, 염화칼륨이 접합 전위를 무효화하는 데 가장 효과적이다.[1] 그러나, 이 염다리의 효과는 시료 용액의 이온 세기가 증가함에 따라 감소한다.[1]2. 1. 2. 이온성 액체 염다리
이온성 액체 염다리(ILSB)는 전기화학 전지에서 염화칼륨(KCl)형 염다리가 가진 전위 측정 문제점을 해결하기 위해 사용된다.[1][4] 이온성 액체는 물과 섞이지 않고(혼화성이 없어) 수용액에 적합한 염다리로 작용하며,[1] 화학적으로 비활성이며 물에서 매우 안정적이다.[1]2. 2. 여과지 염다리
여과지는 유리관 염다리에 사용되는 전해질과 같은 적절한 전해질에 담가 염다리로 사용할 수 있다. 여과지는 전도성을 위한 고체 매체를 제공하므로 젤화제는 필요하지 않다.이러한 종류의 염다리의 전도도는 전해질 용액의 농도, 종이의 질감, 종이의 흡수성 등 여러 요인에 따라 달라진다. 일반적으로 더 매끄러운 질감과 더 높은 흡수성은 더 높은 전도도와 관련이 있다.
실험실에서는 여과지를 사용하여 두 반쪽 전지를 연결하는 형태(일반적으로 원통형)의 염다리를 만들 수 있다. 말린 여과지는 적절한 불활성 염 용액에 담근다. 빨대를 사용하여 말린 여과지를 U자 모양의 튜브로 만들면 담근 여과지에 기계적 강도를 제공할 수 있다. 이렇게 만들어진 여과지는 염다리 역할을 하여 두 반쪽 전지를 연결한다.
여과지 염다리는 저렴하고 쉽게 구할 수 있지만, 각 실험마다 새로운 여과지를 사용해야 한다는 단점이 있다. (빨대를 사용하여 기계적 강도를 제공하지 않는 경우) 또한, 여과지는 이온의 이동에 제한이 있다.
2. 3. 숯 염다리
숯은 다공성이 뛰어나고 저렴하여 알칼리 용액에서 기준 전극을 위한 다공성 접합부로 사용될 수 있다.[9]
3. 생화학
생화학에서 염다리는 단백질 내에서 양이온성 잔기(아르기닌, 리신)와 음이온성 잔기(아스파르트산, 글루탐산) 사이에 작용하는 약한 이온성 상호 작용을 말한다. 단백질의 고차 구조를 안정화시킨다.
참조
[1]
논문
Salt bridge in electroanalytical chemistry: past, present, and future
https://doi.org/10.1[...]
2011-07-01
[2]
웹사이트
5. Electrochemical Cells
https://chem.librete[...]
2024-04-07
[3]
논문
György Inzelt, Andrzej Lewenstam, and Fritz Scholz (eds.), Handbook of Reference Electrodes
https://doi.org/10.1[...]
2013-11-01
[4]
논문
Ionic liquid salt bridge — Current stage and perspectives: A mini review
https://www.scienced[...]
2014-08-01
[5]
논문
Critical Comparison of Reference Electrodes with Salt Bridges Contained in Nanoporous Glass with 5, 20, 50, and 100 nm Diameter Pores
https://www.jstage.j[...]
2020
[6]
논문
Fumed silica salt-bridges
https://pubs.acs.org[...]
1971-02-01
[7]
논문
Filter Paper Salt Bridge in Potentiometric Titrations: An Undergraduate Laboratory Chemical Education Article
http://pubs.sciepub.[...]
2016
[8]
웹사이트
CEJ Vol. 8, No. 2 (Serial No. 15). Reg. No. 8-11
http://www.edu.utsun[...]
2024-04-15
[9]
논문
Use of a charcoal salt bridge to a reference electrode in an alkaline solution
https://www.scienced[...]
2020-02-15
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com