Química Física

Código:

Q223

Sigla:

Q223

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2011/2012 - 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	116	Plano de estudos Oficial	2	-	7,5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

O objectivo fundamental desta disciplina é a leccionação de alguns tópicos fundamentais da Química Física, em continuação dos ensinamentos que o aluno deverá ter adquirido na unidade curricular de Fundamentos de Química no ano lectivo transacto. O programa curricular adoptado para a Licenciatura em Química no modelo de Bolonha contém um único semestre obrigatório de Química Física, o que sendo manifestamente muito pouco, obriga à escolha de alguns tópicos fundamentais deste ramo da Química, mesmo eles tratados numa extensão necessarimente muito superficial, em detrimento de outros tópicos que, muito embora fundamentais, não há tempo de serem tratados. Assim, escolheram-se como tópicos a serem lecionados a Termodinâmica Química (dado o seu carácter fundamental e aplicabilidade na compreensão de outros tópicos), a Cinética Química (pela sua importância na compreensão de mecanismos dos processos químicos) e uma breve Introdução à Química das Superfícies.

Programa

Capítulo 1 – INTRODUÇÃO 1.1 – Propósitos e alcance da Termodinâmica. Objectivos da Termodinâmica Química 1.2 – Sistemas termodinâmicos: conceitos fundamentais

Capítulo 2 – Lei Zero da Termodinâmica. Temperatura 2.1 – Introdução 2.2 – Conceito de temperatura 2.3 – Escalas de temperatura. Pontos fixos

Capítulo 3 – ENERGIA E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂNICA 3.1 – Trabalho, calor e capacidade calorífica 3.2 – Primeira Lei da Termodinâmica 3.3 – Coeficientes térmicos nas variáveis temperatura,volume, composição. Capacidade calorífica a volume e composição constantes, calor de dilatação isotérmico a composição constante, calor de reacção a temperatura e volume constantes. 3.4 – Função entalpia 3.5 – Coeficientes térmicos nas variáveis temperatura, pressão, composição. 3.6 – Relações entre os coeficientes térmicos Estabelecimento de relações entre os coeficientes térmicos nas variáveis T, V, x e T, p, x. Relação geral entre as capacidade caloríficas a volume a pressão constantes. 3.7 – Relações de Clausius e Kirchhoff 3.8 – Capacidade calorífica de gases, sólidos e líquidos 3.9 – Termoquímica Definição e objectivos. Reacções a volume constante e reacções a pressão constante. Entalpias de reacção. Estados padrão. Entalpias de formação padrão. 3.10 – Determinação experimental de energias de reacção. 3.11 – Aplicação da Primeira Lei a gases

Capítulo 4 – A ENTROPIA E A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 4.1 – Introdução 4.2 – Entropia. Variação de entropia e criação de entropia. Conceito e definição de entropia. Enunciado da Segunda Lei da Termodinâmica. Formulação matemática da Lei; casos de transformações reversíveis e irreversíveis. 4.3 – Cálculo de variações de entropia em processos específicos 4.4– Potenciais termodinâmicos 4.5 – Condições de equilíbrio 4.6 – Criação de entropia em sistemas fisico-químicos. Afinidade Química 4.7 – Propriedades gerais da afinidade

Capítulo 5 – APLICAÇÕES DA SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA 5.1 – Afinidade química e potenciais termodinâmicos 5.2 – Relações de Maxwell e de De Donder 5.3 – Quantidades parciais molares 5.4 – Potencial químico 5.4.1 – Conceitos 5.4.2 – Potenciais termodinâmicos como funções do potencial químico 5.4.3 – Equação de Gibbs-Duhem 5.5 – Potencial químico e equilíbrio de fases 5.6 – Diagramas de Fases 5.6.1 – Transformações físicas de substâncias puras 5.6.2 – Equação de Clapeyron 5.7– Equação de Gibbs-Helmholtz

Capítulo 6 – TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS: – Algumas aplicações de potenciais químicos a reacções químicas 6.1. – Reacção de equilíbrio 6.2 – Lei do equilíbrio químico

Capítulo 7 – A TERCEIRA LEI DA TERMODINÂMICA E A ENTROPIA ABSOLUTA 7.1 – Enunciado da Terceira Lei 7.2 – Cálculo de variações de entropia 7.3 – Cálculo de entropias absolutas

Capítulo 8 – CINÉTICA QUÍMICA 8.1 Âmbito da Cinética Química: Objectivos dos estudos cinéticos e técnicas experimentais usadas em estudos cinéticos 8.2 Conceitos básicos 8.3 Análise de dados para a determinação da lei de velocidade 8.4 Mecanismos de reacções químicas 8.5 Catálise

Capítulo 9- QUÍMICA FÍSICA DAS SUPERFÍCIES 9.1 Tensão superficial 9.2 Ascensão e depressão capilar: considerações gerais. 9.3 Dependência da tensão superficial com a temperatura. 9.4 - Termodinâmica de adsorção: alguns fundamentos

Bibliografia Obrigatória

P. Atkins; Physical Chemistry, Oxford University Press, 2003
I. N. Levine; Physical Chemistry, McGraw Hill, , 2002
A. A. Frost and R. G. Pearson; Kinetics and Mechanisms, Wiley International Edition, , 1961
D. J. Shaw; Introduction to Colloid and Surface Chemistry, Butterwords, 1986

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Obtenção de frequência

A frequência das aulas teórico-práticas é obrigatória. Perde a frequência quem faltar a mais do que 1/4 das aulas TP previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A) Avaliação Contínua:

i) Realização de 2 testes (T1, T2) ao longo do semestre, no horário das aulas, que dão direito a dispensa de exame final, desde que a média seja positiva.

ii) Avaliação da participação dos estudante nas aulas teóricas e teórico-práticas (presenças e intervenção no decorrer das aulas, PIA)

Classificação da avaliação contínua: 0,45 T1 + 0,45 T2 + 0,10 PIA

ou

B) Exame final


Notas finais superiores a 18 valores poderão exigir uma prova oral complementar.

Provas e trabalhos especiais

Realização de 2 testes (T1, T2) ao longo do semestre, no horário das aulas.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes trabalhadores, ou outros que estejam legalmente dispensados de frequentar as aulas, poderão também optar entre a avaliação contínua e o exame.

Melhoria de classificação

Os estudantes dispensados de exame poderão, se assim o desejarem, submeter-se a exame final, sendo classificados com a melhor das notas entre a da avaliação contínua e a do exame.