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Type: TESE
Title: Íons em interfaces dielétricas de fluidos imiscíveis : efeitos do tamanho iônico e curvatura interfacial
Title Alternative: Ions at dielectric interfaces between immiscible fluids: ionic-size and interfacial-curvature effects
Author: Constantino, Maíra Alves
Advisor: Tamashiro, Mário Noboru, 1965-
Abstract: Resumo: Obtivemos a energia livre eletrostática de íons próximos a uma interface dielétrica planar e esférica entre fluidos imiscíveis utilizando a teoria de dielétrico contínuo. Para a geometria planar, o íon foi modelado como uma esfera dielétrica com densidade de carga superficial uniforme e fixa. Para evitar a polarização de cargas na interface iônica, consideramos não haver contraste dielétrico entre o interior do íon e o meio dielétrico externo em que ele está presente (aproximação de dielétrico misto), permitindo uma solução exata do problema eletrostático utilizando o método de carga imagem. Mostramos que resultados publicados anteriormente na literatura para este modelo subestimam a energia livre eletrostática associada a íons não-polarizáveis por uma ordem de magnitude, especialmente quando há penetração iônica parcial na interface. Para a geometria esférica, o íon é modelado tanto como pontual quanto como uma esfera com densidade de carga superficial uniforme e fixa cujo interior é novamente modelado utilizando a aproximação de dielétrico misto. Mostramos que as energias livres eletrostáticas dos íons pontual e de raio finito para a interface esférica são numericamente idênticas na ausência de penetração na interface e são sempre inferiores à energia livre eletrostática associada com a interface planar

Abstract: We obtain the electrostatic free energy of ions near a planar and spherical dielectric interface between immiscible fluids within the framework of the classical continuum dielectric theory. For the planar geometry, the ion is modeled as a dielectric sphere with a fixed uniform surface charge density. In order to avoid the generation of additional induced charges on the ionic surface, it is assumed there is no dielectric contrast between the ion core and the external dielectric medium where it is embedded (mixed-dielectric model), which allows an exact solution of the electrostatic problem by the image-charge method. It is shown that earlier results reported in the literature, especially when there is partial ionic penetration into the interface, underestimate the electrostatic free energy associated with nonpolarizable ions by an order of magnitude. For the spherical geometry, the ion is modeled as punctual and as a dielectric sphere with a fixed uniform surface charge density whose core is again modeled as a mixed dielectric. It is shown that the electrostatic free energies of the point-like and the finite-sized ions for the spherical interface are numerically the same in the absence of penetration into the interface and that they are always lower than the electrostatic free energy associated with the planar interface
Subject: Física estatística
Termodinâmica
Físico-química
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2010
Appears in Collections:IFGW - Tese e Dissertação

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