Fundamentos de Química

Código:

EBE0003

Sigla:

FQUI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Base

Ocorrência: 2020/2021 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	96	Plano de estudos oficial	1	-	6	70	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Objetivos Globais:

Fornecer uma visão global da química fundamental, num enquadramento de interface com fenómenos da vida corrente; Desenvolver hábitos de raciocínio científico; Estimular o espírito crítico, por forma a evitar a simples aceitação dos resultados; Aplicar os conhecimentos adquiridos em trabalhos laboratoriais; Fomentar a auto-suficiência dos estudantes, valorizando a pesquisa de dados publicados recentemente; Adquirir aptidões pessoais e profissionais que permitam desenvolver o pensamento através da identificação, formulação e resolução de problemas relacionados com equilíbrio de fases, equilíbrio químico e cinética química.

Objetivos específicos:

Consolidar e aprofundar os conhecimentos de química adquiridos anteriormente; Adquirir conhecimentos fundamentais de química relacionados com: i) as propriedades dos gases e dos líquidos; ii) a cinética das transformações químicas iii) a quantificação do calor envolvido nas transformações físicas e químicas; iv) a avaliação da possibilidade de ocorrência das transformações físicas e químicas; v) a quantificação da composição de sistemas em equilíbrio; vi) a previsão e compreensão da resposta dos sistemas a alterações das condições de equilíbrio.

Resultados de aprendizagem e competências

O processo de ensino-aprendizagem estará centrado no trabalho (autónomo e tutorado) do estudante, em particular na realização de trabalhos de casa (exercícios) no final de cada capitulo bem como  na elaboração de relatórios prévios para a preparação das aulas laboratoriais.

Aplicar os conhecimentos adquiridos em trabalhos laboratoriais; Fomentar a autossuficiência dos estudantes, valorizando a pesquisa de dados publicados recentemente; Adquirir aptidões pessoais e profissionais que permitam desenvolver o pensamento através da identificação, formulação e resolução de problemas relacionados com equilíbrio de fases, equilíbrio químico e cinética química.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos dos conceitos básicos: Medições, unidades e algarismos significativos. Moles e massa molares; determinação de fórmulas químicas; misturas e soluções; reações químicas; estequiometria de reação; reagente limitante; rendimento; limites de reação

Programa

REVISÃO DE CONCEITOS BÁSICOS. Medições e unidades. Moles e massa molares; determinação de fórmulas químicas; misturas e soluções; reacções químicas; estequiometria de reacção; reagente limitante; rendimento; limites de reacção AS PROPRIEDADES DOS GASES A natureza dos gases: pressão e suas unidades. Gases ideais e reais. AS PROPRIEDADES DOS LÍQUIDOS Forças intermoleculares; a ordem nos líquidos; viscosidade e tensão superficial. CINÉTICA QUÍMICA Velocidade de reacção; lei integral de velocidade para reacções irreversíveis de 1ª ordem, 2ª ordem e ordem zero; efeito da temperatura na velocidade das reacções; catálise; catalisadores biológicos (enzimas); mecanismo de Michaelis-Menten. TERMOQUÍMICA Sistemas, estados e energias; entalpia na transformação de fases; relação entre variação de entalpia e variação de energia interna; entalpia padrão de reacção; lei de Hess; calor envolvido nas reacções químicas; entalpia padrão de formação; influência da temperatura na entalpia de reacção. ESPONTANEIDADE DAS TRANSFORMAÇÕES Entropia; vizinhança; variação total de entropia e equilíbrio. Energia de Gibbs de reacção; efeito da temperatura na variação da energia de Gibbs. EQUILÍBRIO FÍSICO Fases e transições de fases; solubilidade; propriedades coligativas. EQUILÍBRIO QUÍMICO Reacções em equilíbrio; resposta do equilíbrio à alteração de condições; equilíbrio e velocidade de reacção. EQUILÍBRIOS EM FASE AQUOSA REACÇÕES ÁCIDO-BASE As escalas de pH e pOH; ácidos e bases fracos; ácidos e bases polipróticos; autoprotólise e pH; soluções muito diluídas de ácidos e bases fortes; soluções muito diluídas de ácidos fracos; soluções mistas e tampões; indicadores ácido-base. SOLUBILIDADE E COMPLEXAÇÂO Produto de solubilidade; efeito do ião comum; previsão da precipitação; precipitação selectiva; dissolução de precipitados; formação de iões complexos. REACÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO Semi-reacções; acerto de equações redox; estrutura das células galvânicas; potencial de célula e energia de Gibbs de reacção; notação das células; potenciais padrão; série electroquímica; potenciais padrão e constantes de equilíbrio; equação de Nernst.

Bibliografia Obrigatória

Atkins, Peter; Chemical principles. ISBN: 0-7167-5701-X

Bibliografia Complementar

Raymond Chang; Química. ISBN: 972-9241-68-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição suportada por meios audiovisuais e ilustrada com a resolução de problemas exemplo, incluídos em fichas a fornecer aos estudantes. Será dada ênfase à aplicação dos conhecimentos a questões do quotidiano, nas suas interfaces com a Bioengenharia. Os estudantes serão fortemente estimulados a participar nas aulas. Serão registadas as presenças.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	0,00
Teste	75,00
Trabalho laboratorial	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Elaboração de relatório/dissertação/tese	22,00
Estudo autónomo	42,00
Frequência das aulas	56,00
Trabalho laboratorial	42,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Fórmula de cálculo da classificação final

Terão aprovação através da avaliação distribuída os estudantes que obedeçam aos seguintes critérios: i) Presença nas aulas de acordo com as normas da FEUP; ii) Nota mínima de 6 (em 20) valores em cada um dos testes escritos; iii) Classificação mínima de avaliação distribuída de 10 (em 20) valores. Os estudantes que não obtiverem aprovação através da avaliação distribuída, terão que realizar o exame de recurso para poder obter aprovação.  A Classificação final (ACF):

ACF = 0,75xCT + 0,25xCP onde CT= 0,50 CT1 + 0,50 CT1, sendo:

CT1 a classificação do teste 1 e CT2 a classificação do teste 2.

CP corresponde à classificação da componente prática.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Normas em vigor na FEUP.

Melhoria de classificação

Exame  de recurso.

Observações

Para as aulas os estudantes deverão ter disponível o seguinte material: máquina de calcular, fichas de problemas, tabelas de dados, papel e material de escrita.