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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Mello, Cesar Alexandre de
Título: Verificação Experimental e Modelagem Teórica de um Novo Tipo de Estruturas Dissipativas
Ano: 1994
Orientador: Prof. Dr. Fernando Galembeck
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: --
Resumo: Sistemas longe do equilíbrio termodinâmico podem transformar parte da energia a ele fornecida em comportamentos ordenados espacial e/ou temporalmente denominados estruturas dissipativas. Exemplos clássicos de estruturas dissipativas são: celas de Bénard, anéis de Liesegang e reação de Belouzov-Zhabotinskii em sistemas sem agitação. As estruturas dissipativas estudadas neste trabalho, observadas pela primeira vez na tese de doutorado de Maria Célia Pires Costa, são obtidas em experimentos de osmocentrifugação zonal de soluções concentradas de azul de dextrana e o que visualmente se observa é uma série de estrias azuis paralelas, próximas a base da cela de osmossedimentação. As estrias foram obtidas aplicando-se sobre um gradiente de densidade, de solução aquosa de sacarose e Ficoll, auto-gerado em cela de osmossedimentação uma alíquota de uma solução aquosa concentrada de azul de dextrana. A cela assim carregada era levada a uma centrífuga refrigerada de caçapas basculantes: em intervalos de 5, 10, 15, 30 e 60 minutos a centrífuga era parada e a cela de osmossedimentação, cuidadosamente removida, era fotografada. As estrias foram visualmente contadas. Os experimentos foram executados segundo um plano fatorial em dois níveis, onde as variáveis exploradas foram: campo centrífugo, volume da aliquota de azul de dextrana e concentração da solução de azul de dextrana. Os resultados são os números de estrias formadas próximas à base da cela de osmossedimentação e estão apresentados na tabela. Foi proposto um mecanismo para formação das estrias segundo o qual estas são formadas devido ao adensamento, por ultrafiltração, na região próxima à base da alíquota de azul de dextrana posta sobre o gradiente de densidade na cela de osmossedimentação. A partir desse mecanismo foi elaborado um modelo teórico para formação das estrias, que possui boa concordância com os resultados experimentais, como está apresentado na tabela. Foi proposto um mecanismo para formação das estrias segundo o qual estas são formadas devido ao adensamento, por ultrafiltração, na região próxima à base da alíquota de azul de dextrana posta sobre o gradiente de densidade na cela de osmossedimentação. A partir desse mecanismo foi elaborado um modelo teórico para formação das estrias, que possui boa concordância com os resultados experimentais, como está apresentado na tabela.
Abstract: Systems far from equilibrium conditions may transform part of their energy in spatial and/or temporal ordered behaviours, called dissipative structures. Classical examples of such dissipative structures are: the Bénard cells, the Liesegang rings and the Belouzov-Zhabothinskii reaction in not stirred systems. The dissipative structures investigated in this work, observed for the first time in the Ph.D. work of Maria Célia Pires Costa. are observed in zonal osmocentrifugation experiments of high concentrated solutions of blue dextran. Visually one observes a series of parallel blue stripes, near to the bottom of the osmossedimentation cell. The stripes were formed by lhe following procedure. A zone of concentrated aqueous solution of blue dextran was put over a density gradient. The density gradient was self-generated in an osmossedimentation cell from an aqueous solution of sacarose and Ficoll. The cell with blue dextran zone was centrifugated and after 5, 10, 15, 30, 60 minutes the centrifugation was interrupted and the osmossedimentation cell photographed. The number of the stripes was visuaIly determined. The experiments were carried out following a factorial design in two levels, where the variables were: centrifugal field, volume and concentration of the blue dextran zone. The results are the number of stripes formed near the bottom of the osmossedimentation cell and are presented in the table bellow. A mechanism for the formation of the stripes was proposed. According to this mechanism the stripes are formed due to a concentration process, by ultrafiltration, in the region near the base of the zone of blue dextran put on the density gradient. A theoretical model for the formation of the stripes, based on the proposed mechanism, was elaborated. A good agreement with the experimental results is observed, as shown in the table above.
Arquivo (Texto Completo): vtls000084701.pdf ( tamanho: 8,26MB )

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