Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 133 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

6.12 Teoria da eletroforese

eletroforéticos.

A grande expansão recente da eletroforese deu-se através do uso de

capilares, trabalho iniciado por Mikkers et al. [17], que usaram tubos de

diâmetro interno igual a 200 μm para conseguir separações rápidas. A

evolução prosseguiu com Jorgenson e Lukacs [18], que reduziram o

diâmetro do capilar para 75 μm, usando tubos Pyrex, o que permitiu o

desenvolvimento dos instrumentos comerciais. Com o uso de capilares em

substituição aos sistemas de leito plano, foi possível minimizar o

espalhamento lateral, aumentando a dissipação de calor, encurtando os

tempos de separação e aumentando a eficiência, o que fez com que a

eletroforese passasse a ter desempenho comparável ao da cromatografia

líquida de alta eficiência. Devido a estes fatores, a eletroforese capilar

(CE), também chamada eletroforese capilar por zona (CZE), tornou-se um

método muito utilizado. Os equipamentos modernos permitem separar

misturas complexas de esteróides ou drogas em 10 a 15 minutos [19].

 

6.12 Teoria da eletroforese

 

A força de aceleração F i sobre uma partícula carregada i sob a influência de um campo elétrico constante E é dada por

 

onde zi é a carga da partícula carregada i e e é a carga do elétron. A partícula se acelera até que a força de aceleração seja igual à resistência do

meio (a força de arrasto F d). Assim,

 

A partir deste ponto, os íons passam a se mover com velocidade vi proporcional à intensidade do campo elétrico. Portanto, onde ui é a mobilidade eletroforética da partícula i nas condições do experimento. Existem tabelas de valores de u para diferentes substâncias

sob condições especificadas [16]. A força de arrasto, F d, agindo sobre uma partícula em movimento em um meio viscoso é proporcional à viscosidade

η do meio e à velocidade da partícula. Assim,

 

Mas, de acordo com a lei de Stokes, a força de arrasto sobre uma partícula

esférica que se move em um meio viscoso é dada por

 

F d = 6πηrivi

 

onde ri é o raio da partícula. Logo,

 

zieE = 6πηrivi

 

e

 

Assim, a mobilidade eletroforética é

 

Claramente, a mobilidade dos íons depende da natureza da solução

eletrolítica, da concentração e da temperatura. Assim, os valores padrões

[20] de u são dados como mobilidades iônicas limites em 298 K em

soluções muito diluídas.

Observe que os ânions e os cátions influenciam a velocidade de

transferência de carga (isto é, a corrente elétrica que passa através do

sistema) e que os íons contribuem para a densidade de corrente

proporcionalmente à sua carga, sua concentração em solução e sua

velocidade. Os cátions e os ânions movem-se em direções opostas, os cátions para o catodo, que tem carga negativa, e os ânions para o anodo, que