Électrophorèse d’un mélange d’acides

Groupe de Chimie Physique des Solutions. Centre de Chimie Physique. École Nationale Supérieure des Mines de Saint-Étienne, 158, cours Fauriel 42023 Saint-Étienne Cedex, France.

Résumé

L’électrophorèse à courant constant d’un mélange homogène de deux monoacides dilués conduit à la formation spontanée de deux frontières stables se déplaçant à vitesse constante. La première, plus rapide, sépare une zone anodique où le mélange conserve sa composition initiale, sauf au voisinage de l’anode, d’une zone intermédiaire contenant un seul acide plus concentré. La seconde sépare cette zone d’une couche cathodique d’eau d’épaisseur croissante. Les modèles théoriques font intervenir l’électromigration et la diffusion. Les résultats expérimentaux, obtenus par la méthode des sondes ou par spectrophotométrie, confirment les prévisions théoriques. Ils peuvent être étendus aux mélanges de N monoacides ou de N bases.

Abstract

During constant current electrophoresis of an homogeneous mixture of two monoacids diluted in water it appears spontaneously two stable boundaries that move by translation towards the anode at a constant velocity. The first one separates an anodic zone the composition of which remains unchanged except near the anode from a central zone that contains only one acid at a higher concentration. That new concentration depends only on initial dilution of acids in the mixture and on electrical mobilities of corresponding ions. The second boundary separates the central zone from a growing cathodic water zone. Theoretical compulations describing the phenomenon take into account electromigration and diffusion of the different species. Experimental measurements are carried out by a spectrophotometric method which allows a direct determination of acid concentration in the solution and by an electrical method (méthode des sondes) which allows the calculation of boundary velocities, electrical mobilities and structure of acid profiles. Results are in good agreement with theoretical computations and they can he extended to a mixture of N monoacids or N bases.