Ich studiere Molekularbiologie und muss für mein nächstes Labor eine ausführliche Präsentation über SDS-PAGE halten.
Also versuchte ich gerade, die Physik der Elektrophorese und Elektrolyse zu verstehen. Da ich nie sehr gut in Physik war, wollte ich sicherstellen, dass ich es richtig verstehe:
Habe ich recht, wenn ich zwei Elektroden in einer nicht leitenden Flüssigkeit habe , dass kein Strom fließt und die Elektroden somit nicht geladen , sondern neutral sind? Denn wenn man bei einem Metalldraht einen normalen Strom hat, fließt auch kein Strom, wenn man eine Lücke im Draht hat. Die Elektronen "warten" nicht und die Enden des Drahtes, wenn Sie verstehen, was ich meine.
Die Elektroden sind also ungeladen, richtig? Aber wenn ich Salzwasser als Flüssigkeit nehmen würde , kann die Ladung durch Ionen ausgeglichen werden und die Elektroden selbst werden geladen, wenn wir davon ausgehen, dass keine Redoxreaktion stattfindet. So gibt es zB die Kathode mit einem Überschuss an Elektronen, und Natriumionen bewegen sich darauf zu und umgeben sie dann. Und je mehr Elektronen mit der Zeit fließen, desto mehr Natriumionen sammeln sich dort an. Stell ich mir das richtig vor? Aber da Wasser vorhanden ist, könnte eine Elektrolyse stattfinden und die Elektronen in der Kathode würden weniger (und mehr in der Anode) werden. Aber warum kann es bei der Elektrophorese noch Proteine und Nukleinsäuren anziehen, wenn die Elektroden ständig neutral gehalten werden? Liegt es daran, dass ständig Elektronen fließen und die Elektroden daher nie wirklich neutral sind? Ich muss sagen, der Versuch, die Dinge im Detail zu verstehen, ist sehr verwirrend, besonders in der Physik. Ich hoffe, jemand kann helfen und / oder vielleicht ein Buch oder eine andere Quelle empfehlen, in der dies erklärt wird. Die meisten Bücher und Videos erklären es nur oberflächlich und springen direkt zu Gleichungen. Danke :))
Elektroden sind neutral, aber sie werden auf unterschiedlichem Potential gehalten. Dies ähnelt dem Stromfluss in einem Draht: Obwohl Strom fließt, bleibt der Draht neutral, dh es wird keine Ladung angesammelt (es sei denn, wir haben irgendwo im Stromkreis eine Kapazität).
Analogie: Wasserfluss
Eine gute Analogie zum Stromfluss ist ein Wasserfluss in einem Fluss. Das Wasser selbst ist geladen, während der Höhenunterschied dem Potentialunterschied entspricht. Es ist klar, dass Wasser von höher gelegenen zu tiefer gelegenen Böden fließt, aber die Wasserdichte an einem bestimmten Ort ändert sich nicht, weil, wenn Wasser fließt, mehr Wasser von der Quelle zugeführt wird, während das überschüssige Wasser in niedrigeren Ebenen dies nicht tut stagnieren, sondern bewegen sich weiter in Richtung Meer.
Elektrolyse
Bei der Elektrolyse liefert die Kathode Elektronen, während die Anode sie aufnimmt. Sie werden auf unterschiedlichen Potentialen gehalten, wenn also Ionen in der Flüssigkeit vorhanden sind, driften die negativen Ionen zur Anode, während die positiven Ionen zur Kathode driften.
Wenn die negativen Ionen die Anode erreichen, geben sie ihr überschüssige Elektronen ab und tragen so zum Stromfluss bei. Die Ionen selbst wandeln sich in neutrale Moleküle um und kondensieren an der Anode. Wenn die positiv geladenen Ionen die Kathode erreichen, nehmen sie ähnlich Elektronen auf und werden neutral. Solange es Ionen gibt, die kommen und Elektronen von den beiden Elektroden aufnehmen/geben können, fließt der Strom. Die überschüssigen Elektronen werden von der Butter geliefert und wieder aufgenommen, die die Potentialdifferenz liefert. Butterartig ist in der obigen Analogie der Verdunstung im Wasserkreislauf in der Natur ähnlich , die Wasser aus dem Meer und zurück zur Flussquelle führt.
acvil