Pojava usmerenog kretanja koloidnih i drugih naelektrisanih ~estica
u polju jednosmernog elektri~nog napona naziva se
elektroforeza
.
To je elektromigraciona metoda koja spada u grupu osetljivih meto-
da separacije. Koristi se za kvalitativnu i kvantitativnu analizu pravih
(jonoforeza) ili koloidnih rastvora (elektroforeza), ali je usvojen je-
dinstven naziv elektroforeza.
Razdvajanje komponenata iz analizirane sme{e izvodi se na os-
novu razli~itog predznaka naelektrisanja ~estica. Ako ~estice kom-
ponenata imaju isti predznak naelektrisanja, onda se razdvajanje
vr{i na osnovu razli~ite pokretljivosti, koja zavisi od koli~ine naelek-
trisanja i veli~ine ~estica. Jonska pokretljivost ~estica zavisi i od elek-
tri~nog polja izme|u dve elektrode, koje su povezane sa izvorom
jednosmerne struje. Elektri~na sila
F
1
, koja izaziva kretanje ~estice,
jednaka je proizvodu koli~ine naelektrisanja ~estice
Q
i ja~ine elek-
tri~nog polja
E
:
Ja~ina elektri~nog polja defini{e se kao odnos razlike potencijala
i rastojanja izme|u elektroda.
Na jon ili naelektrisanu koloidnu ~esticu u kretanju deluje i sila
trenja
F
2
, koja se suprotstavlja kretanju ~estica. Ona zavisi od vis-
koznosti sredine
η
, polupre~nika ~estice
r
i brzine kretanja ~estice
v
:
Kad se ~estica na|e u elektri~nom polju, u po~etku se kre}e spo-
ro, a zatim sve br`e, pri ~emu raste
F
2
prema jedna~ini (2). Kad se
sile izjedna~e:
~estica se dalje kre}e nekom konstantnom brzinom v, koja se izra~u-
nava iz jedna~ina (1), (2) i (3):
Eksperimentalna fizi~ka hemija
259
ELEKTROFOREZA
Teorijski princip
F
1
= Q . E
(1)
F
2
=
6
π
.
η
. r . v
(2)
F
1
= F
2
(3)
v =
Q . E
6
π
.
η
. r
(4)
Iz jedna~ine (4) vidi se da brzina kretanja jedne jonske vrste, pri
konstantnoj ja~ini elektri~nog polja, zavisi od viskoznosti sredine,
veli~ine ~estice i koli~ine naelektrisanja.
Jonska pokretljivost ~estica
u
defini{e se kao odnos brzine i ja~ine
elektri~nog polja, a dobija se iz jedna~ine (4):
Prema ja~ini elektri~nog polja, koje se izra`ava u voltima po cen-
timetru (V cm
–1
), postupci razdvajanja se dele na
niskonaponsku
(do 10 V cm
–1
) i
visokonaponsku elektroforezu
(10 – 100 V cm
–1
).
Visokonaponska elektroforeza se koristi za razdvajanje ~estica izu-
zetno male pokretljivosti. Prednost ove elektroforeze je u tome {to se
skra}uje vreme razdvajanja i posti`e o{trija separacija pojedinih zo-
na, jer se smanjuju efekti difuzije. Me|utim, zbog ve}e gustine struje
dolazi do zagrevanja papirne trake na kojoj se vr{i razdvajanje kom-
ponenata, kao i isparavanje rastvara~a, pa se ova elektroforeza mora
obavljati uz hla|enje.
Postoji vi{e metoda za elektroforetsko razdvajanje, a najpoznatije
su
slobodna
i
zonska elektroforeza
, koja se jo{ naziva papirna i elek-
troforeza na podlozi. Slobodna elektroforeza se izvodi u tzv. U–cevi,
{to zahteva specijalnu aparaturu. Postupak je komplikovan i razdva-
janje komponenata nije potpuno. Zbog toga se malo primenjuje i
ima uglavnom teorijski zna~aj.
Zonska elektroforeza se izvodi na ~vrstoj podlozi. Postupak je lak
za izvo|enje, joni se potpuno razdvajaju, a odli~ni rezultati dobijaju
se i sa malim koli~inama uzoraka.
Shema ure|aja za izvo|enje zonske elektroforeze prikazana je na
slici 1.
Medenica / Male{ev
260
u =
=
v
E
Q
6
π
.
η
. r
(5)
