8 • Électrophorèse capillaire et électrochromatographie
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Pour calculer m EOS on doit déterminer v EOS . Celle-ci correspond à la vitesse d’écoulement dans l’électrolyte des espèces sans charge globale. On y accède à partir du temps de
migration t mn que met un marqueur neutre à usage de traceur pour parcourir la distance effective du capillaire, v EOS = /t mn . On choisit comme marqueur une molécule organique,
non polaire au pH de l’électrolyte utilisé, et facilement détectable par absorption dans le
proche UV (ex. acétone, oxyde de mésityle ou alcool benzylique).
Le flux électro-osmotique, qui règle le déplacement de toutes les espèces présentes dans
l’échantillon a plusieurs causes qui gravitent autour de l’effet de la paroi interne du capillaire. En effet un capillaire de verre de silice n’ayant pas subi de traitement particulier
comporte en surface de nombreux groupements silanols (Si–OH) qui sont ionisés en silanoates (Si–O
− ) si le pH de l’électrolyte est supérieur à 3. Ces sites anioniques fixes attirent
des cations présents dans la solution et les ordonnent en deux couches dont l’une est collée
à la paroi et l’autre quelque peu mobile (fig. 8.4). Entre ces deux couches naît une différence
de potentiel (le « potentiel Zéta »), dont la valeur dépend de la concentration de l’électrolyte et du pH. Plus au cœur de la solution, le champ électrique provoque la migration des
cations vers la cathode. Ces ions étant solvatés par des molécules d’eau, il apparaît un flux
d’électrolyte qui se dirige dans le même sens. Les anions sont entraînés : ils progressent
« contre-électro-osmotiquement ».
En règle générale, une surface négative provoque un flux électro-osmotique dirigé vers la
cathode. En revanche si on ajoute un surfactant, tel un tétra alkylammonium, pour inverser
la polarité de la paroi, le flux électro-osmotique se dirige vers l’anode (fig. 8.5).
+
-
-
-
-
-
-
anode
pH
cm / V.s
2
x 10
4
2
4
8
6
10
4
6
8
10
double
couche
cathode
v EOS
+
++
++
-
-
-
+
+
E
+
molécule d'eau
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
Si
O
O
O
O
paroi silice
veos
électrolyte
Figure 8.4 Apparition d’un flux électro-osmotique dans un capillaire rempli par un électrolyte.
Si la paroi n’a pas subi de traitement (paroi polyanionique négative de verre ou de silice)
il apparaît un effet de pompage qui aspire le liquide du compartiment anodique vers le
compartiment cathodique : c’est le flux électro-osmotique. Son origine fait intervenir le
potentiel existant à la surface de la paroi. Si on annule ce potentiel en recouvrant la paroi
d’un film apolaire (film polyhydroxyvinylique hydrophile ou octadécyle, par exemple),
ce flux n’existe plus. Le flux électro-osmotique est proportionnel à l’épaisseur de la
double couche cationique qui elle-même diminue si la concentration de l’électrolyte
tampon augmente. Il est aussi bien sûr très dépendant du pH. Entre pH 7 et 8, v EOS
peut augmenter de 35 %.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
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Pour calculer m EOS on doit déterminer v EOS . Celle-ci correspond à la vitesse d’écoulement dans l’électrolyte des espèces sans charge globale. On y accède à partir du temps de
migration t mn que met un marqueur neutre à usage de traceur pour parcourir la distance effective du capillaire, v EOS = /t mn . On choisit comme marqueur une molécule organique,
non polaire au pH de l’électrolyte utilisé, et facilement détectable par absorption dans le
proche UV (ex. acétone, oxyde de mésityle ou alcool benzylique).
Le flux électro-osmotique, qui règle le déplacement de toutes les espèces présentes dans
l’échantillon a plusieurs causes qui gravitent autour de l’effet de la paroi interne du capillaire. En effet un capillaire de verre de silice n’ayant pas subi de traitement particulier
comporte en surface de nombreux groupements silanols (Si–OH) qui sont ionisés en silanoates (Si–O
− ) si le pH de l’électrolyte est supérieur à 3. Ces sites anioniques fixes attirent
des cations présents dans la solution et les ordonnent en deux couches dont l’une est collée
à la paroi et l’autre quelque peu mobile (fig. 8.4). Entre ces deux couches naît une différence
de potentiel (le « potentiel Zéta »), dont la valeur dépend de la concentration de l’électrolyte et du pH. Plus au cœur de la solution, le champ électrique provoque la migration des
cations vers la cathode. Ces ions étant solvatés par des molécules d’eau, il apparaît un flux
d’électrolyte qui se dirige dans le même sens. Les anions sont entraînés : ils progressent
« contre-électro-osmotiquement ».
En règle générale, une surface négative provoque un flux électro-osmotique dirigé vers la
cathode. En revanche si on ajoute un surfactant, tel un tétra alkylammonium, pour inverser
la polarité de la paroi, le flux électro-osmotique se dirige vers l’anode (fig. 8.5).
+
-
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anode
pH
cm / V.s
2
x 10
4
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6
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8
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double
couche
cathode
v EOS
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E
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molécule d'eau
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Si
O
O
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paroi silice
veos
électrolyte
Figure 8.4 Apparition d’un flux électro-osmotique dans un capillaire rempli par un électrolyte.
Si la paroi n’a pas subi de traitement (paroi polyanionique négative de verre ou de silice)
il apparaît un effet de pompage qui aspire le liquide du compartiment anodique vers le
compartiment cathodique : c’est le flux électro-osmotique. Son origine fait intervenir le
potentiel existant à la surface de la paroi. Si on annule ce potentiel en recouvrant la paroi
d’un film apolaire (film polyhydroxyvinylique hydrophile ou octadécyle, par exemple),
ce flux n’existe plus. Le flux électro-osmotique est proportionnel à l’épaisseur de la
double couche cationique qui elle-même diminue si la concentration de l’électrolyte
tampon augmente. Il est aussi bien sûr très dépendant du pH. Entre pH 7 et 8, v EOS
peut augmenter de 35 %.
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit