Área: Ciências Exatas e da Terra
Subárea: Física
Estado: Goiás
Cidade: Goiânia
Escola: Colégio Arena
Resumo: Em uma eletrólise, há a formação de agentes ácidos (ou básicos) devido à recombinação de espécies iônicas, a qual altera o pH da solução. Contudo, a inserção de uma membrana semipermeável entre o catodo e o anodo frustra essa recombinação e cria um gradiente de pH entre seus lados. Esse fenômeno é de crucial importância em bombas iônicas que frequentemente operam através de membranas celulares (e.g sinapses neurais), já que elas envolvem a transmissão de íons por um potencial de barreira pelos canais da membrana plasmática, o que afeta o ambiente químico nos arredores de forma noticiável. Propusemos uma análise físico-estatística dos custos energéticos, fenômenos de transporte e relações de Onsager na barreira para descrever o observado. O experimento consiste numa cuba eletrolítica com eletrodos inertes de grafite e uma solução salina que sofra hidrólise. A cuba é separada com uma membrana de papel colada ao fundo e às bordas. O potencial elétrico é acompanhado com um multímetro e o pH com um pHmetro. Vale nota que seringas são utilizadas para não perturbar os frágeis equilíbrios difusivos existentes. Esperamos diferenças de pH da ordem de pelo menos 1.7 após tempos característicos de 10 min. A maior porosidade da membrana deve correlacionar com um menor gradiente, ao passo que a dimensão das espécies iônicas deve aumentar junto ao gradiente. Por conclusão, foi modelado, teórica e experimentalmente, o desenvolvimento de um potencial químico trans-membrana cujas aplicações em bombas iônicas podem ser experimentalmente simuladas e atestadas por meio de reações de fundo.
