MÓDULOMÓDULO III

ELECTRICIDAD Y ELECTRICIDAD Y ELECTROFORESISELECTROFORESIS

II

ELECTRICIDADELECTRICIDAD

Apliquemos los conceptos ya vistos en un Apliquemos los conceptos ya vistos en un ejercicio...ejercicio...

a

c

b

R3

R2

Rv

R1

ε , ri

Si se aumenta RvAnalice que sucede con:•Vac•Vbc•Vab•intensidad total•las intensidades que pasan por R2 ,

R3 y Rv

Apliquemos los conceptos ya vistos en un Apliquemos los conceptos ya vistos en un ejercicio...ejercicio...

a

c

b

R3

R2

R1

RV

ε , ri

Grafique:iT = f (Rv)•Vbc= f (Rv)

...y de tarea para el hogar...•Vac = f (Rv)•Vab = f (Rv) y si quieren ejercitar...idem para el circuito anterior

MÉTODOS DE MEDIDA DE FEMMÉTODOS DE MEDIDA DE FEM

•Gráfico

•Potenciométrico

MÉTODOS DE MEDIDA DE RESISTENCIASMÉTODOS DE MEDIDA DE RESISTENCIAS

•Puente de hilo

MÉTODO GRÁFICO

A

V

ε

R

a b

Vab

i

ε

r i

MÉTODO POTENCIOMÉTRICO

ε

G

εx

a b

Rv

εp

Si cuando está conectada εp, no circula corriente por G cuando Vac = Vcb, analice que sucederá al conectar εx (considere los casos en que εx >, < e = εp)

•¿Cómo mide εx en cada caso?

•¿Cuál es la función de Rv?

c

PUENTE DE HILO

G

RXRV

R1 R2

ε

a bd

c

Estando el circuito en equilibrio (iG = 0):

Encuentre una ecuación que le permita medir Rx.

En equilibrio: iG = 0

Vac = Vad y Vcb = Vdb

Rv . iv =R1 . i1 Rx . ix =R2. i2

Dividiendo m a m ambas ecuaciones y simplificando (ya que: iv = ix e i1 = i2) :

Rv . R2 = Rx . R1

G

RXRV

R1 R2

ε

a bd

cPUENTE DE

HILO

PUENTE DE HILO

o bien,

si Rab es un alambre conductor de sección constante, donde:

R = ρ l / A

Rv . l2 = Rx . l1

PUENTE DE HILO

G

RXRV

R1 R2

ε

a bd

c

¿Qué ocurre si se corre el cursor hacia a?

¿ y si se lo corre hacia b?

PUENTE DE HILO

G

RXRV

R1 R2

ε

a bd

c

Si se cambia Rx por Rx’ de menor valor? En qué sentido circula la corriente por el galvanómetro¿Cómo se restablece el equilibrio? (Dé más de una posibilidad).

ELECTROFORESISELECTROFORESIS

¿QUÉ ES LA ELECTROFORESIS?¿QUÉ ES LA ELECTROFORESIS?

Es el fenómeno de migración de Es el fenómeno de migración de

partículas cargadas eléctricamente partículas cargadas eléctricamente

en un campo eléctricoen un campo eléctrico

EQUIPO de ELECTROFORESIS

cuba

fuente de poder

soporte

ESQUEMA DEL CIRCUITO ELÉCTRICO

Fuente de poder (ε )

a

i

R b

Analice Vab e intensidad en el caso de ubicar en la misma cuba electroforética dos ó más tiras de soporte. ¿Cómo las colocaría, en serie o en paralelo?

CIRCUITO ELÉCTRICO: fuente de poder

220 v Rectificador500 v

C:A: C:C:

CUBA

500 v0 v

Transformador

C.A. = corriente alterna

C.C. = corriente continua

V = voltímetro

A = Amperímetro

Potenciómertro

Fuente de poder

Cuba

Potenciómetro

Supongamos una partícula cargada migrando dentro de un fluido por la acción de un campo eléctrico...

++

EE

__

Feléctrica = E . qFeléctrica = E . q

Feléctrica = E . qFeléctrica = E . q

FresistivaFresistiva

FresistivaFresistiva

Movilidad electroforéticaMovilidad electroforética

Feléctrica = Fresistiva

E . q = kf . v

Feléctrica = E . q

v / E = q / kf

Fresistiva = kf . v

Se define como la velocidad de la Se define como la velocidad de la partícula por unidad de campo partícula por unidad de campo eléctrico:eléctrico:

Movilidad electroforética: Movilidad electroforética: µµ

µ = v / E = q / kf

partículas con distinta carga eléctrica

Separación de moléculas en un campo eléctrico

distinta movilidad electroforética

identificación cuantificación purificación

Por lo tanto...Por lo tanto...

pureza

µ = v / E = q / kf

Sustancias anfotéricas

Son aquellas que pueden

comportarse como aniones o

cationes, según el pH al que se

encuentren

Variación de la movilidad electroforética con el pH del medio

COO

H3N – C – H

R

+

- COOH

H3N – C – H

R

+ COO

H2N – C – H

R

-

Entonces...

COO

H3N – C – H

R

+

- COOH

H3N – C – H

R

+ COO

H2N – C – H

R

-

pH ácido Punto isoiónico alcalino

Forma iónica Catión Ión anfótero Anión

Migración Hacia el cátodo Nula Hacia el ánodo

Distancia Negativa Nula Positiva

Movilidad electroforética en función del pH

curva corregida por efecto electroendosmótico

-30

-20

-10

0

10

20

30

0 5 10 15

pH

Mo

vili

da

d

ele

ctr

ofo

rética

curva corregida por efecto electroendosmótico

pI

Punto isoeléctrico (pI)

Es el pH que corresponde a movilidad electroforética = cero

es decir,

el pH en el cual la carga neta de la molécula es nula.

Variación de la movilidad electroforética con la fuerza iónica

E

Fuerza iónica baja Fuerza iónica alta

+

+-

+

--

-

-

+ -

-

-

-

-

++

++

+ + + + + + + + + + + +

+

--

-

-

-

-

+

+

v1 v2+ + + + + + + + + + + +

µ = v / E = q / kf

µ = v / E = q / kf

kkff depende de: depende de:

- la forma y el tamaño de la partícula- la forma y el tamaño de la partícula

- la viscosidad del medio- la viscosidad del medio

En el caso particular de considerar a la partícula esférica En el caso particular de considerar a la partícula esférica

moviéndose en un medio de viscosidad moviéndose en un medio de viscosidad ηη , según la ley de , según la ley de

Stokes, kStokes, kff = 6. = 6.ππ .r..r.ηη y y µ = q / 6.π .r.η

• carga de la partícula (pH)carga de la partícula (pH)

•fuerza iónica del mediofuerza iónica del medio

•tamaño (radio) y forma de la partículatamaño (radio) y forma de la partícula

• viscosidad del medioviscosidad del medio

•temperaturatemperatura

Resumiendo...Resumiendo...

¿De qué depende la movilidad ¿De qué depende la movilidad electroforética?electroforética?

µ = v / E = q / kf

¿Qué ocurre con la movilidad electroforética si...

• se modifica la caída de potencial aplicada?se modifica la caída de potencial aplicada?

• se modifica la longitud del soporte?se modifica la longitud del soporte?

µ = v / E

• se modifica el tiempo de corrida?se modifica el tiempo de corrida?

µ = d . L / t . Vab

Recordando…

Electroforesis Libre

Desventajas:

► alta difusión

►baja resolución

Descripta por Tiselius en 1937 Descripta por Tiselius en 1937 Las moléculas migran en solución hacia el Las moléculas migran en solución hacia el electrodo correspondiente hasta que se llega a electrodo correspondiente hasta que se llega a un equilibrio de fuerzasun equilibrio de fuerzas

Soportes

Ejemplos:Ejemplos:

• papelpapel

• acetato de celulosa acetato de celulosa

• geles de agarosa geles de agarosa

• geles de poliacrilamidageles de poliacrilamida

FunciónFunción: contener al electrolito o buffer de : contener al electrolito o buffer de corrida y generar algún impedimento al corrida y generar algún impedimento al movimiento libre de los componentes de la movimiento libre de los componentes de la muestra tal que se minimice la difusión al muestra tal que se minimice la difusión al azar.azar.

Flujo electroendosmóticoFlujo electroendosmótico

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

Flujo electroendosmótico - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

+

soporte

dM

+_

deeo

Flujo electroendosmótico: correcciónFlujo electroendosmótico: corrección

dM C = dM - deeo

(hacia el cátodo)(hacia el cátodo)

testigo neutro

muestra

Flujo electroendosmótico: correcciónFlujo electroendosmótico: corrección

dM C = dM - deeo

(hacia el ánodo)(hacia el ánodo)

dM

+_

deeo

testigo neutro

muestra

Flujo electroendosmótico: correcciónFlujo electroendosmótico: corrección

dM C = dM - deeo

(hacia el ánodo)(hacia el ánodo)

dM

+_

deeo

testigo neutro

muestra

Movilidad electroforética en función del pH

-25

-20-15

-10

-50

5

1015

2025

0 5 10 15

pH

Mo

vili

da

d

ele

ctr

ofo

rética

curva corregida por efecto electroendosmóticocurva experimentalTestigo neutro

pI

Continuará...