Le laboratoire

Les T.P.E.

Textes et programmes

Electrophorèse de colloïdes

Auteurs : Participants à un stage ATOS (juin 1997) animé par Jean-Michel PLAIS

Contexte
Matériel
L'électrophorèse sur bandes d'acétate de cellulose
Exemple de résultats

Contexte

L'étude de l'organisation des sols en Seconde, et notamment celle du complexe argilo-humique, nous oriente vers l'évocation de la charge électrique globalement négative des colloïdes argileux et humiques.

Classiquement, on «arrose» alors un échantillon de sol de solutions aqueuses d'éosine ou de bleu de méthylène. L'interprétation de cette manipulation nécessite d'admettre :
        - que la solution d'éosine contient des ions colorés chargés négativement et la solution de bleu de méthylène des ions colorés chargés positivement,
        - que ce sont les colloïdes, et non un autre constituant du sol, qui sont chargés négativement.

Une électrophorèse utilisant la simple cuve présente dans la plupart des établissements permet une approche plus satisfaisante de ce point du programme. Il est possible d'obtenir une migration des colloïdes (ou des ions colorés) en 15 minutes sur bande d'acétate de cellulose (ou éventuellement de papier Whatmann) dans un simple tampon phosphate (ou même dans de l'eau du robinet) sous une tension de 160 V.

Il est également possible d'approfondir le principe de l'électrophorèse en séparant les constituants colorés d'un mélange bleu de méthylène-éosine en fonction de leur charge électrique.

Cette manipulation permet donc de visualiser la charge électrique de colloïdes extraits d'un sol ou de terreau. Elle présente aussi l'avantage d'introduire simplement une technique réutilisée en Première et Terminale S.

Matériel :

    Extraction des colloïdes

Terre franche
Terreau
Balance au g
2 coupelles de pesée
2 spatules
2 agitateurs magnétiques
2 barreaux aimantés
2 béchers 0,25 L
Soude N/10
Papier filtre
2 entonnoirs
2 supports à entonnoir

Préparation du tampon phosphate (environ 0,4 L/cuve)

Blance à 0,01 g
2 coupelles de pesée
2 spatules
2 éprouvettes 0,5 L
2 agitateurs magnétiques
2 barreaux aimantés
Eau distillée
Phosphate de potassium monobasique KH2PO4
Phosphate de sodium dibasique Na2HPO4, xH2O (attention au degré d'hydratation de votre produit, la masse à diluer en dépend!)
2 bouteilles étiquetées

Electrophorèse

Cuve
Alimentation
Suspension de colloïdes argileux
Suspension de colloïdes humiques
Micropipette + embouts, ou bilame, ou aiguille à canevas à chas coudé à la flamme
Bandes d'acétate de cellulose (ou éventuellement de papier Whatmann)
Bocal avec mélange méthanol-eau (30%-70%) pour le stockage des bandes d'acétate de cellulose après ouverture du sachet. Attention au méthanol (Toxique, Facilement inflammable, R=11-23/25 S=2-7-16-24)
Pinces
Papier absorbant

L'électrophorèse sur bandes d'acétate de cellulose

Les bandes se conservent indéfiniment dans leur emballage d'origine à température ambiante. Après ouverture du sachet, elles doivent être immergées dans un bocal fermé contenant un mélange méthanol-eau (30%-70%). Ne pas les laisser se déshydrater car leur structure peut s'altérer et l'acétate perdre ses caractéristiques.
Pour l'électrophorèse, immerger la bande d'acétate de cellulose 10 à 15 minutes dans le tampon  (éviter que les bandes ne restent collèes entre elles). Essore rapidement entre deux feuilles de papier absorbant.
Repérer la surface mate absorbante (vers soi quand on place la bande verticale, coin coupé en bas à droite).
Positionner la ou les membranes sur le portoir, face mate au-dessus, correctement tendues et placer les fixe-bandes.
Remplir chaque compartiment d'une même quantité de tampon (sans communication entre les deux compartiments). Essuyer la partie centrale pour éviter les court-circuits.
Déposer quelques µl de solution  ou suspension à analyser (micropipette, bilame, aiguille à chas coudé). Retendre éventuellement les bandes avec précaution (la goutte ne doit pas couler).Mettre en place le support de bande dans la cuve.
Régler la tension sur environ 160 V (un courant trop intense accélère la migration mais provoque un échauffement trop important.

Exemples de résutats

Electrophorèse d'une suspension de colloïdes humiques (cuve Pierron, tampon phosphate pH7, durée 18 min)

Electrophorèse d'un mélange éosine/bleu de méthylène