Análise físico-química da água em superfícies Fe(100) através da dinâmica molecular

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Flaviano Williams Fernandes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Corrosão; Dinâmica molecular; Água; Metais; Físico-Química; Engenharia química
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3051

O estudo da adsorção das moléculas de água em superfícies metálicas torna-se importante para o entendimento do processo de corrosão e análise eletroquímica. Nesse trabalho foi proposto o Campo de Força para representar as interações envolvendo a superfície Fe(100) e a molécula. A viabilidade do modelo foi testada através da comparação do comportamento vibracional e estrutural da molécula da água com resultados teóricos e experimentais que ela apresenta em superfícies metálicas. Uma análise minuciosa da vibração foi realizada pelo cálculo da densidade de estados vibracionais e os valores foram comparados com o espectro HREELS da água em superfície Fe(100). A comparação apresentou boa concordância dos modos vibracionais da água com as principais bandas vibracionais relacionadas a ação do metal sobre a molécula. O perfil densidade revelou a presença de dupla camada com alta densidade devido a interação entre o metal e a água. O mapeamento horizontal das moléculas e a distribuição angular do plano molecular permitiu analisar a geometria que a água apresenta nas duas camadas de hidratação. A análise energética foi obtida pelo cálculo da variação de energia livre de Helmholtz necessária para a adsorção de moléculas na superfície metálica utilizando a técnica de integração termodinâmica. Finalmente, a polarização do meio e sua relação com a temperatura foi estudada utilizando a teoria de Kirkhood onde concorda com o modelo de dupla camada eletrostática.