Escritor: João Antônio Pimentel
INICIANTE
Um dos sistemas mais simples é a separação por complexação eletroquimicamente mediada (EMCS), onde o adsorvente redox-ativo é ativado para a captura de $$CO_2$$ no cátodo, enquanto no ânodo ele é desativado e libera o $$CO_2$$. Um caso mais específico éEMCS em solução, onde o adsorvato é dissolvido diretamente na solução.
No processo de captura o primeiro passo é a reação eletroquímica:
$$A(aq) + me^- \rightleftharpoons A^{m-}(aq)$$
Usando a equação de Nernst, escreva uma expressão para o potencial de redução da meia-célula E. Como você poderia relacionar o potencial de redução da semi-reação com a energia livre de Gibbs?
INTERMEDIÁRIO
Depois, o $$A^{m-}$$ é capturado pelo $$CO_2$$
$$A^{m-}(aq) + mCO_2(g) \rightleftharpoons A(CO_2)_m^{m-}$$
Escreva a expressão para a constante de equilíbrio dessa reação assumindo que a pressão total do sistema é igual a $$1 atm$$, essa reação será endotérmica ou exotérmica? Justifique com base nas ligações.
AVANÇADO
Por conveniência, podemos definir a concentração total de adsorvente – $$A_0$$ :
$$A_0 = [A] + [A^{m-}] + [A(CO_2)_m^{m-}]$$
a fração ativada é definida como:
$$x_a’ = \frac{[A^{m-}] + [A(CO_2)_m^{m-}]}{A_0}$$
Agora estamos preparados para separar a expressão do potencial de meia célula E em termos da fração ativada e da pressão de CO2:
$$E = E^0 + \frac{RT}{mF} \cdot f_1(x_a’) + \frac{RT}{mf} \cdot f_2(K \cdot P_{CO_2}^m)$$
Encontre uma expressão logarítmica para $$f_1$$ e $$f_2$$.