Aspectos termodinâmicos da condutividade iônica em vidros

Resumo

O transporte iônico em vidros é bastante sensível a sua composição química. O controle dessa propriedade torna-se especialmente importante para o desenvolvimento de vidros altamente condutores para aplicação em estocagem de energia eletroquímica ou membranas seletivas. Um aumento espetacular de várias ordens de grandeza na condutividade iônica pode ser obtido quando um sal halogenado é dissolvido na matriz vítrea. No entanto, a origem deste comportamento ainda é desconhecida. Vidros da família xAg(1-x)AgPO3 são conhecidos por serem bons condutores por íons prata. Sabe-se também que sua condutividade iônica à temperatura ambiente aumenta ordens de grandeza com o aumento da concentração de AgI (x), apesar da concentração total em íons prata permanecer constante. Este fato foi objeto de intensos estudos na década de 70-80, e por este motivo, dados de condutividade iônica assim como estudos estruturais relativo a este sistema vítreo estão disponíveis em literatura. Para investigar essas grandes variações em condutividade iônica, propomos um modelo termodinâmico, semelhante ao utilizado em soluções eletrolíticas líquidas de eletrólitos fracos. Este modelo conhecido como "teoria do eletrólito fraco", já foi aplicado com sucesso na década de 70 para explicar o aumento da condutividade iônica de vidros com a concentração de modificadores de rede (óxidos alcalinos). Propomos, no presente projeto, estender esse modelo a vidros contendo sais halogenados, por ex. AgI. Para tal, serão montadas células eletroquímicas cujo eletrólito será o vidro xAgI(1-x)AgPO3, com diferentes valores de x. A tensão gerada por essa célula fornecerá a atividade termodinâmica de AgI no vidro. Os valores de atividade termodinâmica medidos serão então correlacionados com os de condutividade iônica, para vidros com diferentes concentrações de AgI. As hipóteses da teoria do eletrólito fraco, i.e, a existência de grandes variações de atividade termodinâmica no vidro, que provocam grandes variações no número de portadores de carga efetivo, poderão então ser testadas. (AU)