2) увеличивается с увеличением ионной силы электролита
3) уменьшается с увеличением ионной силы электролита (+)
4) увеличивается с уменьшением ионной силы электролита
В методе фронтального электрофореза электрофоретическая подвижность характеризует скорость перемещения заряженной частицы в электрическом поле и определяется отношением скорости движения к напряжённости поля: μ = v/E. Она зависит от заряда и размера частицы, вязкости среды, свойств двойного электрического слоя и состава электролита. При увеличении ионной силы раствора концентрация противоионов возрастает, поэтому электрический потенциал частицы экранируется, а её эффективный ζ-потенциал и способность перемещаться в поле снижаются.
Одновременно происходит сжатие диффузной части двойного электрического слоя и усиливается ионная атмосфера, создающая дополнительное торможение движения заряженной частицы. Поэтому в обычном диапазоне условий увеличение ионной силы сопровождается уменьшением электрофоретической подвижности, что соответствует варианту 3. Противоположное изменение возможно лишь при изменении других параметров системы, например заряда частицы вследствие комплексообразования или изменения pH, но оно не отменяет общего влияния экранирования.
Во фронтальном электрофорезе различие подвижностей приводит к формированию движущихся границ между зонами раствора; положение фронта во времени используют для оценки скорости миграции и расчёта μ. При сравнении результатов необходимо поддерживать постоянными напряжённость поля, температуру, вязкость, pH и концентрацию электролита, поскольку каждый из этих факторов способен изменить наблюдаемую подвижность.
| Фактор | Изменение электрофоретической подвижности | Основной механизм | Практическое значение во фронтальном электрофорезе |
|---|---|---|---|
| Ионная сила электролита повышается | Уменьшается | Экранирование заряда и сжатие двойного электрического слоя | Фронт перемещается медленнее при одинаковой напряжённости поля |
| Ионная сила электролита понижается | Обычно увеличивается | Ослабление экранирования и увеличение эффективного электростатического взаимодействия | Скорость миграции возрастает, если не меняются заряд и вязкость среды |
| Заряд частицы увеличивается по модулю | Возрастает | Увеличивается сила электрофоретического воздействия | Фронт проходит большее расстояние за одинаковое время |
| Размер или гидродинамическое сопротивление частицы увеличиваются | Уменьшается | Возрастает сила сопротивления движению в растворе | Крупные агрегаты и комплексы мигрируют медленнее исходных частиц |
| Вязкость электролита повышается | Уменьшается | Усиливается гидродинамическое торможение | Требуется учитывать температуру и состав среды при сравнении измерений |
| Изменяется pH среды | Может увеличиваться или уменьшаться | Меняется степень ионизации функциональных групп и суммарный заряд вещества | Особенно важно для амфолитов, белков и соединений с кислотно-основными центрами |
Таким образом, ионная сила является одним из ключевых параметров, определяющих скорость электрофоретической миграции. Её повышение обычно уменьшает подвижность вследствие экранирования заряда и усиления тормозящих эффектов ионной атмосферы. Интерпретация результата должна учитывать не только концентрацию электролита, но и pH, температуру, вязкость и возможное образование комплексов.