Química Ambiental II

Código:

EA0012

Sigla:

QA II

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas (Química)

Ocorrência: 2012/2013 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química e Biológica
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia do Ambiente

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEA	60	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Adquirir com a necessária proficiência conhecimentos de química. Desenvolver capacidades de pensamento e resolução de problemas, o gosto pela descoberta do conhecimento, aptidões e atitudes pessoais, interpessoais e profissionais.

Resultados de aprendizagem e competências

Espera-se que os estudantes  nesta Unidade Curricular

-aprofundem/consolidem os seus conhecimentos prévios de química e os apliquem na resolução de problemas ambientais

- adquirem conhecimento dos fundamentos teóricos de alguns dos principais métodos instrumentais usados na análise química.
- desenvolvam o raciocínio científico, a capacidade de integração de conhecimentos e o espírito crítico na resolução de problemas

 

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. EQUILÍBRIO QUÍMICO 1.1 Coeficientes de actividade 1.2 Ácidos e Bases. Tampões de pH. Diagramas logarítmicos de concentração 1.3 Formação de complexos. Diagramas de concentração, de distribuição e de áreas de predominância. 1.4 Solubilidade de sais. Efeito do pH e da formação de complexos. Adsorção na interface sólido-água. 1.5 Reacções de oxidação-redução. Diagramas de concentração e diagramas pE-pH. 2. CINÉTICA QUÍMICA 2.1 Velocidade de reacções 2.2 Reacções instantâneas 2.3 Velocidade de reacção e teoria das colisões 2.4 Equações de velocidade e ordem da reacção 2.5 Mecanismos de reacção 2.6 Catálise 3. CONCEITOS BÁSICOS DE ADSORÇÃO 4. MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE ANÁLISE 4.1 Introdução. Análises Laboratoriais clássicas versus Análise Instrumental. Passos envolvidos numa análise laboratorial. Introdução aos Métodos Instrumentais de Análise. Classificação. 4.2 Espectroscopia de Absorção molecular no UV, Visível e Infravermelho próximo. a. Breve revisão de conceitos. Espectro electromagnético. Absorção de radiação. Lei de Beer. b. Aparelhagem. Componentes básicos: fontes de radiação; selectores de comprimento de onda; contentores da amostra; detectores de radiação; processadores de sinal. Efeito do ruído instrumental na precisão das análises espectrofotométricas. Instrumentos típicos: espectrofotómetro de feixe simples e duplo; detector de fotodíodos. c. Análise qualitativa. Escolha do solvente. Detecção de grupos funcionais. d. Análise quantitativa. Procedimento típico numa análise: selecção do comprimento de onda; variáveis que influenciam a absorvância; limpeza e manuseamento das células; curva de calibração. Método da adição de padrão. Método de cálculo para determinação simultânea de componentes em misturas. e. Aplicações – determinação de nitratos, sulfatos e fosfatos em águas por espectrofotometria de absorção molecular no UV/VIs; determinação do carbono orgânico total (COT) por espectrofotometria de IV. 4.3 Espectroscopia Atómica. a. Classificação dos métodos espectroscópicos. Tipos de espectros atómicos, diagramas energéticos; espectros de emissão ou de absorção atómica. Absorção atómica. b. Aparelhagem e modo de funcionamento: fontes de radiação, atomizadores: chama e atomização electrotérmica, gases combustíveis e comburentes. Interferências químicas e espectrais. c. Análise quantitativa: preparação das amostras; amostra característica, padrões de calibração; método das adições de padrão. d. Aplicações – determinação de alguns metais em águas 4.4 Métodos Electroanalíticos. a. Classificação. Equação de Nernst. b. Métodos potenciométricos. Eléctrodos de referência e eléctrodos indicadores. O eléctrodo de vidro para medições de pH. Erros que afectam a determinação do pH. Titulações potenciométricas. c. Eléctrodos selectivos de iões e coeficientes de selectividade. Utilização de curvas de calibração. Limite inferior de resposta linear, limite de detecção e significado do declive da curva. d. Aplicações – determinação de pH e cianetos em águas. 4.5 Métodos Cromatográficos. a. Classificação. Breve introdução à teoria da cromatografia. b. Cromatografia em fase gasosa. Aparelhagem. Sistemas de injecção. Fases móveis e fases estacionárias. Detectores. Operação a temperatura programada. Análise quantitativa. c. Cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Aparelhagem. Solventes utilizados. Colunas. Detectores. Operação em eluição gradiente. d. Aplicações – determinação de solventes por GC-FID e de herbicidas por HPLC-UV .

Bibliografia Obrigatória

Sawyer, Clair N.; Chemistry for Environmental Engineering. ISBN: 0-07-113908-7
Skoog, Douglas A.; Principles of instrumental analysis. ISBN: 0-03-075398-8

Bibliografia Complementar

Stumm, Werner; Aquatic chemistry. ISBN: 0-471-51185-4
Rubinson, Judith F.; Contemporary chemical analysis. ISBN: 0-13-519331-1
Willard, Hobart H.; Instrumental Methods of Analysis
Skoog, Douglas A.; Fundamentals of analytical chemistry. ISBN: 0-03-005938-0
M.L. Gonçalves; Métodos Instrumentais para Análise de Soluções, Fundação Calouste Gulbenkian, 2ª edição, 1990

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas TPG: Apresentação de problemas e dos fundamentos teóricos para a sua resolução. Aulas TPT: Discussão de problemas com base em fichas previamente fornecidas aos alunos. Resolução de minitestes

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Mini teste	Teste	0,50	17,00	2013-03-08
Mini teste	Teste	0,50	17,00	2013-03-22
Mini teste	Teste	0,50	17,00	2013-04-16
Mini teste	Teste	0,50	17,00	2013-04-19
Mini teste	Teste	0,50	17,00	2013-05-17
Mini teste	Teste	0,50	15,00	2013-05-28
	Total:	-	100,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Participação nas aulas	Frequência das aulas	56	2013-06-05
Estudo individual	Estudo autónomo	56	2013-06-05
	Total:	112,00

Obtenção de frequência

Frequência de 75% das aulas TP e realização de todos os minitestes obrigatórios.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação distribuída sem exame final. Avaliação distribuída: minitestes de 30 min realizados nas aulas práticas. Serão apresentados 7 minitestes dos quais cada aluno terá que seleccionar realizar 4, os outros poderão servir de repescagem para um determinado tópico (ver tabela de distribuição em Conteúdos). Exame final: para alunos com frequência do ano anterior. Cálculo da Classificação Final: Alunos sem frequência no ano anterior: Média aritmética da nota dos minitestes realizados. Alunos com frequência no ano anterior: Nota do exame final.

Provas e trabalhos especiais

A avaliação contínua será feita com base em minitestes quinzenais.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Na data marcada para o efeito

Melhoria de classificação

Em recurso