Harmonical oscillator and electro-mechanical analogy: an interdiscinary experiment to high precision mass variation measurements

De forma geral, os cursos de física clássica oferecidos nas universidades carecem de exemplos de aplicações nas áreas de química e biologia, o que por vezes desmotivam os alunos de graduação destas áreas a estudarem os conceitos físicos desenvolvidos em sala de aula. Neste texto, a analogia entre os osciladores elétrico e mecânico é explorada visando possívies aplicações em química e biologia, mostrando-se de grande valia devido ao seu uso em técnicas de medição de variação de massa com alta precisão, tanto de forma direta como indireta. Estas técnicas são conhecidas como técnicas eletrogravimétricas e são de especial importância em aplicações que envolvem biossensores. Desta forma, o texto explora o estudo da analogia eletromecânica de forma interdisciplinar envolvendo as áreas de física, química e biologia. Baseado nessa analogia é proposto um experimento que permite a sua aplicação em diferentes níveis conceituais dessas disciplinas, tanto em abordagem básica como mais profunda.

Thermodynamic aspects of ion intercalation in KhFek[Fe(CN)(6)](l)center dot mH(2)O compounds: Application to the Everit's salt/Prussian Blue transition

The K+ reversible processes for ion exchange in KhFek[Fe(CN)(6)](l)center dot mH(2)O host compounds (Prussian Blue) were thermodynamically analyzed. A thermodynamic approach was established and developed based on the consideration of a lattice-gas model where the electronic contribution to the chemical potential is neglected and the ion-host interaction is not considered. The occupation fraction of the intercalation process was calculated from the kinetic parameters obtained through ac-electrogravimetry in a previous paper. In this way, the mass potential transfer function introduces a new way to evaluate the thermodynamic aspect of intercalation. Finally, based on the thermodynamic approach, the energy used to put each K+ ion into the host material was calculated. The values were shown to be in good agreement with the values obtained through transient techniques, for example, cyclic voltammetry. As a result, this agreement between theory and experimental data validates the thermodynamic approach considered here, and for the first time, the thermodynamic aspects of insertion were considered for mixed valence materials.