Eletroquímica Industrial

Código:

Q3019

Sigla:

Q3019

Nível:

300

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

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	14	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Estudo detalhado de alguns processos eletroquímicos industriais, relacionando a tecnologia com os princípios fundamentais. Discussão do papel da tecnologia eletroquímica na indústria atual. Verificar que as aplicações eletroquímicas, apesar de diversificadas, se baseiam em princípios comuns de eletroquímica e engenharia eletroquímica.

Resultados de aprendizagem e competências

Pretende-se que, a par do conhecimento das várias tecnologias, os estudantes possam conceptualizar em termos científicos os fenómenos que decorrem durante os processos eletroquímicos industriais.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

AULAS TEÓRICAS

I – INTRODUÇÃO

1 – Importância económica da indústria eletroquímica
2 – Processos de elétrodo e termodinâmica de células eletroquímicas
3 – Cinética de processos de transferência eletrónica
4 – Fenómenos de transporte em solução

II – APLICAÇÕES

1 – CORROSÃO
1.1 – Considerações gerais – importância económica da corrosão
1.2 – Aspetos fundamentais
1.3 – Termodinâmica do processo de corrosão
1.4 – Cinética do processo de corrosão
1.5 – Exemplos práticos de corrosão
1.6 – Prevenção e controle da corrosão

2 – ENGENHARIA ELETROQUÍMICA
2.1 – Considerações gerais
2.2 – Custo de um processo eletrolítico
2.3 – Desempenho e "parâmetros relevantes"
2.4 – Parâmetros da eletrólise
2.5 – Projeto de células industriais
2.6 – Tecnologia específica de processos eletrolíticos
2.7 - Células eletrolíticas típicas

3 – INDÚSTRIA DE CLORO E HIDRÓXIDO DE SÓDIO
3.1 – Termodinâmica e cinética dos processos de eletrólise
3.2 – Tecnologias de células de cloro e hidróxido de sódio
3.3 – Desenvolvimentos tecnológicos recentes
3.4 – Comparação das diferentes tecnologias

4 – EXTRAÇÃO DE METAIS – Indústria do alumínio

5– ACABAMENTO DE METAIS
5.1 – Eletrodeposição
5.2 – Deposição eletroless
5.3 – Camadas protetoras - Anodização
5.4 – Pintura eletroforética

6 - ELETROMETALURGIA

7 - BATERIAS E CÉLULAS DE COMBUSTÍVEL
7.1 - Baterias
7.2 - Células de combustível



AULAS PRÁTICAS

Realização de trabalhos laboratoriais em 2 séries.

1 – Trabalhos com protocolo de apoio, focando os seguintes assuntos:
Verificação da equação de Nernst.
Determinação do coeficiente de temperatura de células galvânicas.
Reação de libertação de hidrogénio em diferentes metais.
Velocidade de corrosão de um metal. Inibidores de corrosão.
Eletrodeposição.
Anodização e coloração de alumínio.
Características e funcionamento de baterias.

2 – Projeto laboratorial sem protocolo de apoio.
Os estudantes selecionam o projeto a desenvolver, preparam um protocolo contendo: introdução fundamentada; lista de reagentes, material e equipamento; metodologia para a execução das experiências e análise de resultados, de modo a atingir o objetivo proposto. Execução laboratorial do projeto, elaboração de um relatório escrito e apresentação oral dos resultados.

Bibliografia Obrigatória

Pletcher Derek; Industrial electrochemistry. ISBN: 0-7514-0148-X
M. João Sottomayor; Electroquímica Industrial - Notas de Apoio aos Trabalhos Práticos - 2023/2024, Departamento de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências, Porto, 2023

Bibliografia Complementar

West Alan C.; Electrochemistry and electrochemical engineering. An introduction. ISBN: 9781470076047
McCafferty E.; Introduction to corrosion science. ISBN: 9781441904546
Yuliy D. Gamburg; Theory and practice of metal electrodeposition. ISBN: 9781441996688
Jack W. Dini; Electrodeposition. ISBN: 978-0-8155-1320-9
Peter Atkins; Atkins. physical chemistry. ISBN: 0-19-870072-5

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas, aulas práticas laboratoriais e aulas na Web.
As aulas teóricas consistem na exposição detalhada do conteúdo do programa, ilustrado por casos de estudo. São utilizados recursos audiovisuais para apoiar as apresentações.
Nas aulas laboratoriais, os estudantes realizam trabalhos experimentais ilustrativos dos temas desenvolvidos nas aulas teóricas, cujos resultados e conclusões são apresentados em relatórios escritos e apresentações orais.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Química > Química física > Electroquímica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	50,00
Trabalho laboratorial	50,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	114,00
Frequência das aulas	24,00
Trabalho laboratorial	24,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Nesta unidade curricular é obrigatório o cumprimento da assiduidade nas aulas práticas.
Para obter frequência é necessário comparecer a 3/4 do número total de aulas práticas e obter classificação positiva em 2/3 dos trabalhos de índole laboratorial.

Fórmula de cálculo da classificação final

ELEMENTOS DE AVALIAÇÃO
1 – Realização de uma série de trabalhos práticos, elaboração dos respetivos relatórios e apresentação oral dos resultados (NTP).
2 – Planeamento, realização experimental, apresentação e discussão de um projeto laboratorial (NProj).
3 – Exame final (NEx).

CLASSIFICAÇÃO FINAL
A cada um dos elementos de avaliação é atribuída uma classificação (0 a 20 valores).

A classificação final (NF) é calculada com base na equação:

NF = 0.50 NLab + 0.50 NEx

em que

NLab = 0.40 NTP + 0.60 NProj

Independentemente do valor obtido no cálculo da classificação final, para obter aprovação é necessário que a nota do exame final seja igual ou superior a 8 valores (NEx ≥ 8).

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes com o estatuto de trabalhador-estudante, que não efetuem o número mínimo de trabalhos práticos para obter frequência, terão de realizar uma prova prática de avaliação individual. Esta regra aplica-se também aos estudantes que, tendo obtido relevação de faltas, não efetuem o número mínimo de trabalhos práticos. Nestes casos, a nota laboratorial é igual à nota obtida na prova prática de avaliação individual.

Todos os casos ambíguos ou omissos serão resolvidos com o recurso a uma prova oral complementar.

Melhoria de classificação

A única componente de avaliação passível de melhoria de classificação é o exame final.

Observações

Júri:
Maria João Sottomayor
Jorge Gonçalves