BIOPHYSIK 1 - Bio Salzburg - Index

Fragenkatalog Biophysik I, WS2009
sich bspweise Ionen durch eine Membran bewegen, ziehen sie das Lösungsmittel
aufgrund des sich aufbauenden osmotischen Drucks mit sich.
• Umkehrung der Elektrophorese = Sedimentationspotential: geladene Teilchen bewegen
sich im Lösungsmittel durch den Einfluss der Schwerkraft im Behälter nach unten, wodurch
ein elektrisches Potential entsteht.
• Die Umkehrung der Elektroosmose sowie die Begleiterscheinung des
Sedimentationspotentials ist das Strömungspotential: entsteht durch die Bewegung des
Lösungsmittels relativ zu den gelösten Teilchen nach Anlegen einer Druckdifferenz. Es
entsteht ebenso ein elektrischen Potential.
Abb. 37 Illustrationen der vier erwähnten elektrokinetischen Erscheinungen
90. Worin unterscheiden sich die Beschreibungen der elektrophoretischen
Geschwindigkeit von Partikeln im elektrischen Feld nach Hückel und Smoluchovsky?
1. Hückel:
Man führt das sehr nutzlose ζ-Potential ein. Dieses ist einfach das Potential einer geladenen Kugel
auf dessen Oberfläche:
|
F = q ⋅E
E(
r)
q
=
→ U(
r)
= ξ =
4π
⋅ εε0
⋅r
²
r
∫
∞
q
E(
r'
) dr'
=
4π
⋅ εε0
⋅ r
Setzt man nun das Kräftegleichgewicht während der Teilchchenwanderung an so kann man
einfach die Teilchengeschwindigkeit berechnen.
F = q ⋅E
= 6π
⋅ η ⋅ r ⋅ v
Einsetzen des ζ-Potentials liefert:
4π
⋅ εε0
⋅ ξ ⋅ r ⋅E
= 6π
⋅ η ⋅ r ⋅ v
2 εε0
⋅ ξ ⋅ r ⋅E
→ v = ⋅
3 η
Dies ist die Berechnung nach Hückel, welche nur auf kleine Partikel anwendbar ist (d.h. wenn
das Verhältnis von Radius zu Debye-Länge kleiner als 1 ist).
2. Smilokowski:
Für größere Partikel müssen wir folgenden Ansatz verwenden: Wir betrachten die
Partikeloberfläche und die Oberfläche, die aus den Teilchen oder Ionen gebildet wird, die sich in
die entgegen gesetzte Richtung bewegen als das Partikel, als die beiden Oberflächen eines
Plattenkondensators.
46 / 50