Métodos Instrumentais

Código:

Q3008

Sigla:

Q3008

Nível:

300

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:Q	40	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O Módulo 1 do curso proporciona um estudo sistemático das modernas técnicas de cromatografia gasosa, cromatografia líquida de alta eficiência, cromatografia iónica e eletroforese capilar. Será dado particular relevo à teoria, aos princípios e à aplicação daquelas técnicas de separação à análise química de amostras reais.

 

O Módulo 2 aborda o uso  e interpretação do modo de funcionamento de diferentes metodologias experimentais para medição e avaliação de propriedades físico-químicas e métodos de análise. Serão apresentados os princípios fundamentais dos sistemas de aquisição e controlo de dados assim como alguns conceitos básicos de instrumentação e tratamento de sinal. Serão apresentados, descritos e usados alguns sensores para avaliação de sinais comuns usados na medição de propriedades. Será dado especial relevo à diferenciação metodológica e a implementação de uma metodologia para avaliação de um problema específico com base numa mesma base instrumental e sensorial.


Objetivos:

Módulo 1

- Descrever e explicar os princípios gerais e as teorias de cromatografia e de eletroforese capilar

- Reconhecer o conceito, bem como a instrumentação de cromatografia gasosa, cromatografia líquida de alta eficiência, cromatografia iónica e eletroforese capilar.

 

Módulo 2

- Interpretação de um sinal físico e formas de avaliação sensorial;

- Interpretação de um diagrama de aquisição e controlo de dados e sua interligação com a metodologia usada para avaliar uma determinada propriedades / processo; 

- Desenvolver capacidades interpretativas e descritivas para avaliar um sistema instrumental, nomeadamente a capacidade de visualização esquemática do modo de funcionamento de um sistema instrumental, sensorização, amplificação, condicionamento, filtragem análise dos sinais.

- Identificar e  interpretar o modo de funcionamento diferencial;

- Ser capaz de fazer uma avaliação elementar do efeito das variáveis fundamentais (pressão e temperatura) na metodologia e resultados obtidos;

- Ter noção da importância e efeito  da interferência multidimensional / multivariacional nos resultados instrumentais.

 

Resultados de aprendizagem e competências

Módulo 1

-aplicar as teorias cromatográficos e de eletroforese para melhorar a seletividade e a eficiência da separação.

-uso das técnicas cromatográficas mais relevantes na resolução de problemas da análise química

 

Módulo 2

-  Ter uma noção elementar do modo de funcionamento de sistemas de aquisição e controlo;

-  Conceitos básicos de instrumentação e tratamento de sinal;

- Ser capaz de descrever alguns sensores  e  avaliar os sinais comuns usados na medição de propriedades;

- Ser capaz de exemplificar, descrever e ter noção da importância de uma metodologia diferencial;

- Dar exemplos e saber quais os métodos instrumentais mais comuns que podem ser usados para determinar algumas propriedades;

- Aprender os fundamentos teóricos de diferentes propriedades físicas;

- Ser capaz de descrever e conhecer algumas metodologias experimentais incluindo características e limitações;

- Ser capaz de racionalizar relações entre os resultados instrumentais e as propriedades físicas medidas; 

- Possuir capacidade de leitura/compreensão de artigos/capítulos de livro relevantes;

- Ser capaz de preparar e realizar a exposição oral de apresentações sobre os resultados experimentais obtidos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Módulo 1 - Métodos de separação cromatográfica

1.1 Teoria geral da separação cromatográfica em coluna

1.2 Otimização da separação cromatográfica

1.3 Cromatografia gasosa

1.4 Cromatografia líquida de alta eficiência 

1.5 Cromatografia iónica

1.6 Outras técnicas cromatográficas

1.7 Eletroforese capilar

 

Módulo 2 - Instrumentação, aquisição de dados e metodos para medição de propriedades químico-físicas

2.1 - Nota introdutória sobre: aquisição e controlo de dados; tecnicas de intrumentação e medida; sensores e transdutores; processamento de sinal; 

2.2 -  Contacto com sistemas instrumentais:  Sistemas de aquisição e controlo de dados; sistemas de conversão de sinal (ADC/DAC & DIO); sensores, trandutores e Microprocessadores (Arduino).


2.3 -  Metodologias instrumentais para caracterização de materiais, baseados em propriedades químico-físicas
(Espectroscopia, potenciometria, refratrometria, tensiometria, viscosimetria, analise térmica, calorimetria)

2.4 - Trabalhos práticos laboratorias de contacto com metodologias instrumentais

     a) Determinação da refração molar da água e de líquidos orgânicos.

     b) Determinação da tensão superficial de líquidos em função de parâmetros moleculares e da temperatura.

     c) Determinação da viscosidade água e sua variação com a temperatura.
     
     d) instalação e uso de um sistema de aquisição de dados para medição de temperatura e pressão;

     e) contacto com sensores de: temperatura, pressão, pH, condutividade elétrica, luz, nivél, etc
     
     f) contacto com sistemas de atuação e controlo: actuadores mecanicos, relês, entradas e saidas digitais, contadores, etc.
     

Bibliografia Obrigatória

Garland Carl W.; Experiments in physical chemistry. ISBN: 9780071263511
Skoog Douglas A.; Principles of instrumental analysis. ISBN: 0-03-002078-6
Daniel C. Harris, 8th Edition, W.H. Freeman and Co; Daniel C. Harris, 2007

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O ensino será teórico e prática laboratorial.

 

- Nas aulas teóricas serão introduzidos os conceitos, princípios e descrição da instrumentação.

- Nas aulas práticas serão:

1. realizadas determinações experimentais em grupo pelas diferentes técnicas;
2. efetuadas apresentações orais dos resultados obtidos pelos estudantes e subsequente discussão colectiva.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	65,00
Trabalho laboratorial	35,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	88,00
Frequência das aulas	48,00
Trabalho laboratorial	26,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Os estudantes devem comparecer a um mínimo de 2/3 do número total de aulas teoricas  e 3/4 das aulas práticas laboratoriais e ainda realizar pelo menos 2/3 dos trabalhos laboratoriais previstos, para poderem ser admitidos a avaliação.

O incumprimento do requisito do número mínimo de trabalhos leva à perda de frequência da UC.

AC1: quantifica o desempenho laboratorial e a discussão final dos relatórios referente aos
conteúdos descritos como Módulo 1

AC2: quantifica o desempenho laboratorial e a discussão final dos relatórios referente aos
conteúdos descritos como Módulo 2

AC =  0.5 x AC1 + 0.5 x AC2


Nota mínima de AC : 9.5 valores (escala 0 a 20)

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação final

  

AC: quantifica o desempenho laboratorial e a discussão final dos relatórios referente aos
conteúdos descritos como Módulo 1 e Modulos 2

EX: Nota do exame final 

O exame final é constituído por um exercício escrito de resposta múltipla e resposta aberta que aborda o programa e temáticas que foram desenvolvidas nos Módulos 1 e Módulos 2

Nota mínima: 9.5 valores (escala 0 a 20)


Nota Final =  0.65 x EX + 0.35 x AC
(escala 0 a 20)

 

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação especial é assegurada por um exame oral.

Melhoria de classificação

A classificação da componente distribuída da avaliação, que incluí avaliação prática  (AC ) não pode ser melhorada.

  

EX: Nota do exame final 

O exame final é constituído por um exercício escrito de resposta múltipla e resposta aberta.

Nota mínima: 9,5 valores (escala 0 a 20)

Nota Final =  0.65 x EX + 0.35 x AC
(escala 0 a 20)