Para um óxido , verificou-se experimentalmente que a condutividade elétrica se comporta da seguinte maneira com a pressão parcial de oxigênio:
Considere 2 mecanismos possíveis; condução por vacâncias de oxigênio ou intersticiais do metal. Responda aos itens de a c, utilizando obrigatoriamente a notação de defeitos estruturais (Kröger-Vink).
Com os resultados obtidos, qual dos defeitos considerados provavelmente deve possuir menor energia para ser criado (justifique em poucas linhas)?
Passo 1
O exercício diz o seguinte: num óxido MeO₂ mediu-se que a condutividade elétrica σ (que é proporcional à concentração de elétrons [e′]) varia como
sigmapropto [e] propto pO2^-1/5,
Temos duas hipóteses de defeito – vacância de oxigênio (V O··) ou intersticial de metal (Me_i’’’’ ) – e precisamos, usando notação de Kröger-Vink, escrever as reações de defeito, aplicar lei de ação de massa e condição de neutralidade de carga para achar a dependência de [e′] em função de . No final, comparamos o expoente teórico com –1/5 para decidir qual defeito tem menor energia de formação.
Passo 2
Vacância de oxigênio
Escrevo a reação de formação de vacância de oxigênio: