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Influencia de la concentración de polielectrolito en el binding específico y electrostático de iones

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Màster Experimental en Química: Química Física

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El objetivo de este trabajo es poner de manifiesto las carencias del modelo de Poisson-Boltzmann (PB) a dilución infinita de polielectrolito para describir los perfiles de concentración iónicos en disolución de polielectrolitos, esto es, demostrar que este modelo no funciona correctamente a concentraciones de polielectrolito altas y tampoco cuando la disociación de este sea grande, para ello se ha desarrollado un método numérico por elementos finitos para solucionar exactamente la ecuación PB con efecto celda y se han comparado los resultados exactos con los proporcionados por la ecuación PB a dilución infinita.
Para calcular las solución no lineal de Poisson-Boltzmann es necesario transformar al ecuación diferencial de PB en una ecuación diferencial ordinaria que se pueda resolver por métodos numéricos, estos métodos consiguen resolver la ecuación PB de manera exacta, para que los resultados sean significativos es necesario incluir el efecto celda producido por el aumento de la concentración de polielectrolito, y el balance de materia necesario para estimar la variación de la concentración de los iones presentes en la disolución.
Los cálculos de PB para concentraciones infinitamente diluidas sólo son válidos para ¿R<5, siendo ¿ la longitud  inversa de Debye y R el radio del cilindro que modeliza un polielectrolito lineal cuando consideramos la variación del potencial al aumentar la concentración de macromolécula el potencial desciende mientras desciende ¿R hasta llegar al punto de ¿R¿2 donde se produce una inversión de la tendencia. El potencial de superficie es más negativo cuanto mayor es el grado de disociación. Por la situación de la concentraciones superficiales de iones positivos y negativos se confirma el binding electrostático.
Si se varia la proporción de sal divalente, la variación de potencial asociada no es muy acusada. Cuando se varia la sal presente en el medio pero se mantiene constante la concentración de polímero (variamos la fuerza iónica) el potencial desciende al descender la fuerza iónica, no hay inversión de la tendencia.

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Influencia de la concentración de polielectrolito en el binding específico y electrostático de iones