@PHDTHESIS{ 2018:554677253, title = {Uma Contribuição Usando Modelagem por Elementos Finitos para a Interpretação de Dados de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica}, year = {2018}, url = "http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1572", abstract = "A técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) tem como uma de suas vantagens o fornecimento de informações sobre a interface eletrodo/solução, permitindo investigar a estrutura da dupla camada elétrica, adsorção e outros fenômenos interfaciais. Normalmente, sua modelagem é baseada na proposição de um circuito eletrônico equivalente, cuja correspondência com o fenômeno é indireta. Por esta razão, nós nos propusemos a modelar esta técnica empregando as equações diferenciais parciais que já são amplamente usadas na descrição de sistemas eletroquímicos. Almejamos fornecer subsídios para uma interpretação direta e com mais significado físico dos dados obtidos a partir desta técnica. Os modelos propostos contemplam eletrodos hemisférico, rugoso e plano, este último considera a presença de adsorção específica de ânions. Como o conjunto de equações que compõe cada modelo é amplo e possui variáveis acopladas, as soluções analíticas não são viáveis, por isso elas foram resolvidas usando-se o método numérico dos elementos finitos através do software Comsol Multiphysics em ambiente GNU Linux Ubuntu 16.04. Nas simulações para o eletrodo hemisférico, foi possível descrever, com um modelo unidimensional, microeletrodos e macroeletrodos. Nos diagramas de Nyquist para o microeletrodo, nós obtivemos um comportamento para a parte difusional que difere em muito do esperado para o macroeletrodo plano, por esta razão, deduzimos uma expressão para o elemento Warburg adequado a esta geometria. Observou-se que uma mudança no potencial de carga zero de 300 mV foi suficiente para fazer com que a resistência de transferência de carga estimada variasse uma ordem de magnitude, mesmo quando a concentração do eletrólito suporte era de 0, 1 molL−1. No modelo para o eletrodo rugoso, foi idealizada uma superfície formada por picos idênticos em forma e tamanho e distribuídos segundo um arranjo hexagonal, com isso almejava-se visualizar qual seria o efeito da rugosidade nos diagramas de Bode, entretanto, mesmo quando as rugosidades simuladas eram da ordem de 20 nm, não foram observadas interações entre as irregularidades superficiais e o comportamento dos diagramas. Em uma tentativa de descrever uma superfície mais realista, foram combinados os resultados das simulações de superfícies com diferentes fatores de rugosidade, com isso obtivemos um comportamento para a dupla camada elétrica consistente com o de um elemento de fase constante, cujo valor do expoente tende a unidade com o aumento da força iônica. No modelo que considera a adsorção específica, foi admitida a presença de um ânion contaminante no eletrólito suporte em uma concentração de apenas 0, 1 mmolL−1 e 1 mmolL−1, com isso foi verificado que mesmo nestas condições há distorções significativas na capacitância estimada para a dupla camada elétrica em diferentes potenciais aplicados. Contudo, este modelo ainda necessita de aprimoramentos, uma vez que alguns comportamentos experimentais não foram corretamente descritos por ele. Não obstante, este modelo representa um passo na direção de descrever fenômenos interfaciais mais elaborados.", publisher = {Universidade Estadual do Centro-Oeste}, scholl = {Programa de Pós-Graduação em Química (Doutorado)}, note = {Unicentro::Departamento de Ciências Exatas e de Tecnologia} }