Neutralidad eléctrica entre electrodos de celda galvánica: ¿por qué es necesario para el flujo de corriente?

Una celda galvánica es impulsada por dos reacciones que ocurren, una en cada uno de los electrodos. Cada reacción crea una diferencia de potencial entre el electrodo y el electrolito circundante. El puente salino funciona como un conductor que mantiene el electrolito en ambos electrodos al mismo voltaje, lo que hace que toda la diferencia de potencial aparezca a través de la carga externa.

Sin el puente, no habría voltaje a través de la carga, y toda la diferencia de potencial estaría entre los dos lotes aislados de electrolito. Sin embargo, el puente no debe conducir electrones, ya que eso acortaría la célula internamente y las reacciones continuarían sin límite hasta que se consumieran los reactivos.

Considere un electrodo de batería como un sistema. Ese sistema no puede crear carga (debido a la conservación de carga). Además, los objetos generalmente no pueden adquirir una carga neta. Claro, pueden adquirir una pequeña carga neta debido a la electricidad estática o lo que sea. Pero en general, en el análisis de circuitos, los objetos no pueden adquirir una carga neta. Los cargos pueden separarse y moverse, pero no pueden crearse. Si los electrones dejan un átomo, el átomo se convierte en un catión cargado positivamente. De esta forma, se conserva la carga.

Entonces, volvamos al sistema de electrodos. Con el fin de respetar la conservación de la carga y evitar la adquisición de una carga neta, toda carga negativa que salga del electrodo a través del cable debe ser compensada por una carga positiva que deje el electrodo en la solución de electrolito. Del mismo modo, cada electrón que ingresa al otro electrodo debe compensarse con una carga positiva que ingresa al electrodo a través de la solución de electrolito.

El propósito del puente salino es permitir que las cargas positivas migren de un baño de electrolito a otro. Debe haber un circuito de iones positivos entre los dos terminales de la batería para que los electrones fluyan a través del circuito externo.

OK, una explicación alternativa. Considere dos sistemas. Cada una es una solución de electrolito con un electrodo parcialmente sumergido. No hay puente salino. Agregamos un cable que conecta las partes secas de los electrodos (que ahora convierte nuestros dos sistemas en un solo sistema). Digamos que por un breve momento, una pequeña corriente fluye en el cable. Esta corriente en realidad imparte una carga neta muy leve a las soluciones de electrolito (igual y opuesta). Esta carga neta cambia la favorabilidad de la reacción electroquímica que produce corriente en la batería y la apaga. Cuando agrega un puente salino, permite que los cationes escapen de la solución con una carga más positiva y, por lo tanto, permite que la corriente fluya a través del cable de forma más sostenible.

El cargo neto es autoestable, porque cada cargo que transfieres hace que sea mucho más difícil transferir cargos adicionales (porque los cargos similares se repelen entre sí).