Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/331505
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.CRUESPUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASpt_BR
dc.descriptionOrientador: Arnaldo Naves de Britopt_BR
dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghinpt_BR
dc.format.extent1 recurso online (62 p.) : il., digital, arquivo PDF.pt_BR
dc.format.mimetypeapplication/pdfpt_BR
dc.languageInglêspt_BR
dc.relation.requiresRequisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFpt_BR
dc.typeDISSERTAÇÃO DIGITALpt_BR
dc.titleStudy of the CO2 distribution and protonated derivatives in the aqueous molecular surface due to its acidity = Estudo da distribuição de CO2 e seus derivados protonados na superfície molecular aquosa em função de sua acidezpt_BR
dc.title.alternativeEstudo da distribuição de CO2 e seus derivados protonados na superfície molecular aquosa em função de sua acidezpt_BR
dc.contributor.authorAmaral, Gabriela Moura do, 1991-pt_BR
dc.contributor.advisorBrito, Arnaldo Naves de, 1962-pt_BR
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghinpt_BR
dc.contributor.nameofprogramPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.subjectEspectroscopia de eletronspt_BR
dc.subjectSuperfícies (Física)pt_BR
dc.subjectReações de transferência protônicapt_BR
dc.subjectRadiação sincrotrônicapt_BR
dc.subjectDióxido de carbonopt_BR
dc.subject.otherlanguagePhotoelectron spectroscopyen
dc.subject.otherlanguageSurfaces (Physics)en
dc.subject.otherlanguageProton transfer reactionsen
dc.subject.otherlanguageSynchrotron radiationen
dc.subject.otherlanguageCarbon dioxideen
dc.description.abstractResumo: Nesta dissertação será abordada a distribuição de espécies de CO2, carbonato e bicarbonato, na superfície molecular aquosa para diferentes níveis de acidez do meio através da espectroscopia de fotoelétron (XPS) usando a técnica de microjato. Para a comparação com a distribuição destas espécies no corpo da solução um experimento de ressonância magnética nuclear (RNM) foi realizado nas mesmas amostras do experimento anterior. Estes são os primeiros resultados obtidos pelo Grupo de Nanossistemas Diluídos da Universidade Estadual de Campinas (GND - Unicamp) em conjunto com outros pesquisadores. Pela primeira vez foi realizado um estudo das moléculas de bicarbonato e carbonato, provenientes da reação de deprotonação do ácido carbônico na superfcie aquosa. Foram preparadas 5 amostras de carbonato de sódio a 0.5M em diferentes pHs que foram utilizadas para realizar o experimento de XPS. Nestes 5 espectros de C1s foi observado a presença das três moléculas na solução, sendo o deslocamento químico entre carbonato e bicarbonato su ciente para fazer uma identi cação de cada pico no espectro. A análise dos espectros de XPS mostrou a variação da concentração das moléculas em função da acidez da solução. Foram observados diferenças signi cativas principalmente para pHs mais altos em relação aquelas encontradas para o interior do líquido. Os dados foram ajustados com o modelo de enriquecimento da superfície, proposto em um trabalho na literatura. A partir deste ajuste, foi constatado que a espécie duplamente deprotonada é menos propensa a se concentrar na superfície do que a espécie simplesmente deprotonada. Ambas tem sua concentração reduzida na superfície em relação ao interior da solução. Os dados também foram ajustados com um novo modelo proposto baseado no modelo de Langmuir. A partir deste ajuste é possível obter a energia livre de Gibbs na superfície que se comparou positivamente com o modelo de enriquecimento. Esta nova forma de tratamento dos dados pode ser aplicada a outras moléculas sendo portanto de interesse mais geral. Também foi realizado um estudo sobre a distribuição das mesmas espécies no corpo do líquido usando RMN, que uma técnica experimental sensível ao interior da solução. As amostras utilizadas são as mesmas do experimento de XPS sendo que cinco medidas de carbono 13 foram feitas a temperatura ambiente. Com base no deslocamento químico dos picos é possível obter a concentração das espécies em função da acidez do corpo da solução. A equação de Hendersen-Hasselbalch que descreve o comportamento das reações de ácido e base para o corpo da solução foi escolhida para fazer o ajuste destes dados. Por fim, analisando as diferenças encontradas entre os resultados experimentais e seus respectivos ajustes dos dois experimentos. Foi constatado que as duas moléculas apresentam concentrações e dinâmicas diferentes na superfície e no interior. Com bases nos resultados obtidos foi discutido na tese que é possível prever que a adsorção de CO2 em soluções aquosas tende a ser maior do que aquela prevista por modelos baseados na concentração do interior da solução. Este fato trás consequências em relação à urgência de se acelerar ações para mitigar o aumento da presença de CO2 na atmosfera tendo em vista reduzir o aparecimento da chuva ácida e acidi cação dos oceanospt
dc.description.abstractAbstract: In this dissertation, it will be addressed the distribution of CO2 species, carbonate and bicarbonate, in the aqueous molecular surface for different solution acidity levels by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) using the microjet technique. The distribution of the species in the surface was compared with those in bulk probed by nuclear magnetic resonance (NMR) performed in the same samples. This is the fi rst results obtained by the Group of Diluted Nanosystems (GND - Unicamp) together with other researchers. For this fi rst time, five samples of sodium carbonate 0.5M at different pH was studied. In the XPS C1s spectra three features belonging to three different protonated species of CO2 molecules in the solution was observed. The chemical shift between the carbonate and bicarbonate molecules are enough to produce an unambiguous identi cation of the C1s areas and thus their amount on the molecular surface. The analysis of XPS spectra showed the variation of the concentration of the molecules as a function of solution acidity. When compared to bulk the relative concentrations presented clear differences, especially for higher pH. The data were fit using an enrichment model proposed in the literature. From this fi tting, it was veri ed that doubly charged species is less prone to stay on the surface compared to the singly charged in agreement with previous theoretical predictions for ionic salts. It was proposed a new procedure to obtain the Gibbs free energy for two of the protonated species. This new model is a variation of the well known Langmuir model and results obtained here are consistent with the enrichment model and may be of general use. The distribution of the same species in bulk was studied using NMR. The samples used are the same as those in the XPS experiment. Five measurements of carbon 13 were performed at room temperature. Based on the chemical shifts, it was possible to obtain the concentration of the species as a function of the bulk acidity. The Hendersen-Hasselbalch equation describing the bulk acid-base reactions was chosen for the data analysis. The observed differences between bulk and surface are discussed including a possible higher uptake of CO2 by aqueous solutions as previously thought. This finding will obviously have consequences for vital systems such as oceans or atmospheric aerosols. This new revealed scenario may increase awareness of the urgent measures needed to avoid some of the deleterious impacts of acid rains or acidi cation of oceans sooner than current models predict which are based on concentrations found in the solution's bulken
dc.publisher[s.n.]pt_BR
dc.date.issued2017pt_BR
dc.identifier.citationAMARAL, Gabriela Moura do. Study of the CO2 distribution and protonated derivatives in the aqueous molecular surface due to its acidity = Estudo da distribuição de CO2 e seus derivados protonados na superfície molecular aquosa em função de sua acidez. 2017. 1 recurso online (62 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/331505>. Acesso em: 3 set. 2018.pt_BR
dc.description.degreelevelMestradopt_BR
dc.description.degreedisciplineFísicapt_BR
dc.description.degreenameMestra em Físicapt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameZeri, Ana Carolina de Mattospt_BR
dc.contributor.committeepersonalnameSiervo, Abner dept_BR
dc.date.defense2017-11-28T00:00:00Zpt_BR
dc.description.sponsordocumentnumber133650/2015-4pt_BR
dc.date.available2018-09-03T14:54:44Z-
dc.date.accessioned2018-09-03T14:54:44Z-
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2018-09-03T14:54:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Amaral_GabrielaMouraDo_M.pdf: 2863906 bytes, checksum: a2c2bf9a734773a54ab5e294ae7a6695 (MD5) Previous issue date: 2017en
dc.identifier.urihttp://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/331505-
dc.description.sponsorCNPQpt_BR
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Amaral_GabrielaMouraDo_M.pdf2.8 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.