Propriedades eletrônicas de átomos e moléculas em fluidos supercríticos

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Cardenuto, Marcelo Hidalgo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Agua supercrítica; Electronic spectra; Espectro eletrônico; Polaridade; Polarizability; Supercritical water

Neste trabalho apresentamos alguns estudos teóricos sobre propriedades eletrônicas de sistemas atômicos e moleculares em fase líquida e ambiente supercrítico. A utilização dos fluidos supercríticos têm atraído muito interesse como meio solvente para propriedades moleculares, reações químicas e são vistos como alternativa aos solventes orgânicos t´óxidos. Assim como nos solventes convencionais, descrever suas propriedades por meio de estudos em n´nível molecular tem se tornado tão interessante quanto seu uso prático. Primeiramente realizamos o estudo da polarizabilidade estática do argônio e como esta propriedade se comporta em função da variação de pressão. Fizemos também um estudo deste sistema em torno do ponto crítico e região supercrítica. Dentro do intervalo de pressão que estudamos, não observamos variações significativas na polarizabilidade, embora no regime de baixas densidades este sistema apresentou certa dependência da polarizabilidade com a densidade. Neste estudo, também calculamos a constante dielétrica no ponto crítico. Em seguida estudamos o espectro de absorção do ´átomo de xenônio em ambiente formado por argônio líquido. Nesta parte, realizamos várias simulações com o objetivo de verificar o deslocamento da linha de absorção 5p 6s deste ´átomo em relação `a densidade, explorando também as condições supercríticas. Observamos que o deslocamento do espectro ocorrido em meio solvente é para maiores energias (blue shift) `a medida que a densidade aumenta, e obtemos bom acordo com os valores medidos. Por ultimo, realizamos um estudo da mudança de um espectro eletrônico molecular onde o solvente é a ´agua supercrítica. Utilizamos a molécula paranitroanilina como sonda solvatocromica, e observamos que mesmo no regime de alta temperatura e baixa densidade ainda ocorre a formação de ligações de hidrogênio entre soluto e solvente. Obtemos um red shift para a transição eletrônica em agua supercrítica. Este resultado é medido experimentalmente tanto para ´agua em condições ambiente como em condição supercrítica, mas em ´agua supercrítica o deslocamento ´e menor. Nosso resultado para a agua supercrítica está em bom acordo com o resultado experimental e mostra que a maior contribuição para este deslocamento ´e devido ao efeito das interações eletrostáticas. Porém, ao compararmos os resultados da ´agua em condições supercríticas com as condições normais de temperatura e pressão e o dióxido de carbono supercrítico como solventes, os resultados indicam que a aproximação de incluir apenas interações eletrostáticas ´e menos satisfatória e fornece somente parte do efeito de solvente.