Química-física e Inorgânica

Código:

MA217

Sigla:

QFI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2018/2019 - 1T (de 17-09-2018 a 02-11-2018)

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Química
Curso/CE Responsável:	Ciências do Meio Aquático

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LCMA	43	Plano Oficial em Vigor	2	-	5	49	135

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Abordagem dos princípios fundamentais da Quí­mica, numa perpectiva integradora e de enquadramento na descrição quí­mica quantitativa de sistemas de águas naturais e não-naturais. Os tópicos incluem temas como: Quí­mica e Transformação; Estequiometria; Energia e transformação, espontaneidade, entropia e função de Gibbs; Equilíbrios de fases, Equilí­brio químico; Velocidade das transformações quí­micas. Equilíbrios de Ácido-Base, Equilí­brios Quí­micos envolvendo a Precipitação/Dissolução de minerais, os processos de transferência de electrões e a Complexação de Metais e a Formação de Compostos de Coordenação. Tratamento quantitativo rigoroso de todas as anteriores ocorrências de fenómenos de Equilíbrio Químico, com vista a uma descrição quantitativa da composição do meio aquático tendo em vista a especiação das substâncias que o integram.

Resultados de aprendizagem e competências

Após a frequência e aprovação na disciplina o aluno deverá ser capaz de entender e interpretar correctamente informação relevante respeitante à especificação da análise qualitativa/quantitativa laboratorial de amostras recolhidas em sistemas de águas naturais, bem como de entender os principais mecanismos dos fenómenos físico-químicos que participam no controlo da respectiva composição. O resultado da aprendizagem será o adequado para prosseguir estudos mais aprofundados em áreas afins da estudada.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

- Parte Teórica - Propriedades dos Gases. Lei de Avogadro. Gases Ideais e Gases Reais. Equação de Estado dos Gases Ideais. Misturas de Gases. Lei de Dalton. Forças Intermoleculares. Gases Reais. Equação de van der Waals. Pressão e Fugacidade. - Princí­pios Básicos da Energética Quí­mica. - Energia e Trabalho. Calor. Primeira Lei da Termodinâmica. Funções de Estado. Entalpia. Capacidade Calorífica. Entalpia na transformação de fases. Curvas de Aquecimento. - Entalpia de Reacção. Variação de entalpia e de energia interna. Entalpia padrão de reacção. Lei de Hess. Influência da temperatura no calor de reacção. - Transformações Espontâneas e não-Espontâneas. Entropia e desordem. Variação de entropia nas mudanças de estado físico. Entropia molar padrão. Entropia de reacção padrão. - Energia de Gibbs. Energia de Gibbs de reacção. Efeito da temperatura na variação da energia de Gibbs. Variação da energia de Gibbs e equilíbrio. - Equilí­brio físico. Pressão de vapor. Volatilidade e forças intermoleculares. Variação da pressão de vapor com a temperatura. Temperaturas de fusão e de ebulição. Solubilidade. Solubilidade de gases.Lei de Henry. - Princí­pios Fundamentais da Velocidade das Transformações Quimicas. - Cinética Química. Velocidade de reacções quí­micas. Reacções instantâneas. - Velocidade de reacção e teoria das colisões. Equações de velocidade e ordem da reacção. - Leis Diferenciais e Leis Integradas. - Tempos Característicos e Constantes de Velocidade. Tempo de Semi-Transformação (Semi- Vida). Reacções Complexas. Mecanismos de reacção. - Equilíbrio Quí­mico. - Troca de Protões. Equilíbrios de Ácido/Base. Ácido-Base sem Álgebra: Métodos Gráficos para a determinação de composições no equilíbrio. - Cálculo dos Equilí­brios de Ácido-Base. Reacções de Neutralização. Titulações de Ácido-Base. Cálculo das Curvas de Titulação. - Reacções nas Interfaces. Equilíbrios Heterogéneos. Regra das Fases. Equilíbrios de Dissolução/Precipitação. Tratamento Rigoroso destes Equilí­brios. - Reacções de Permuta de Electrões. Conceito de Estado de Oxidação e de Número de Oxidação. Acerto das Equações de Oxidação-Redução. Conceito de Potencial Electroquímico. Potencial de Semi-Reacção. Diferença de Potencial e força electromotriz. Equilí­brios de Oxidação/Redução. Diferença de potencial e constante de equilí­brio. Equações de Peters e de Nernst. Cálculos dos Equilíbrios de Oxidação-Redução. Titulações Potenciométricas. - Quí­mica da Formação de Complexos e Equilí­brios de Complexação. Ocorrência e Estabilidade dos Complexos Moleculares. Complexos Metálicos. Reacções de Complexação. Conceito de Estado de Coordenação e de Número de Coordenação. Tipos de Complexos. Estabilidade dos complexos. Constantes de Estabilidade. Equilíbrios de Complexação. - Parte Teórico-Prática - Resolução de problemas de aplicação que evidenciam a importância dos conceitos apreendidos nas aulas teóricas, com vista a proporcionar uma mais completa compreensão dos mesmos. - Parte Prática P1 - Preparação de soluções aquosas com concentração previamente estipulada. P2 - Preparação de uma solução tampão de pH. P3 - Titulação potenciométrica de uma solução aquosa de carbonato. P4 - Aferição do título de uma solução de tiossulfato de sódio 0.01 M. P5 - Determinação do teor do oxigénio dissolvido em amostras de água.

Bibliografia Obrigatória

Chang Raymond; Química. ISBN: 972-9241-68-6
Chang Raymond; Chemistry. ISBN: 0-07-111318-5

Bibliografia Complementar

Jones Loretta; Chemistry. ISBN: 0-7167-3595-4
Atkins Peter; Chemistry. ISBN: 0-7167-2832-X
Sawyer Clair N.; Chemistry for environmental engineering. ISBN: 0-07-054971-0
Chang Raymond; Physical chemistry for the chemical and biological sciences. ISBN: 1-891389-06-8

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Ensino através da leccionação de aulas teóricas, aulas teórico-práticas e práticas laboratoriais. As primeiras são aulas de índole predominantemente expositiva por parte de Professor, que introduz os alunos aos princípios fundamentais da Química, os quais serão posteriormente explorados pelos alunos nos seus períodos de estudo e nas aulas teórico-práticas e práticas laboratoriais, nas quais a intervenção dos alunos se torna absolutamente determinante.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	70,00
Participação presencial	10,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	86,00
Frequência das aulas	39,00
Trabalho laboratorial	10,00
Total:	135,00

Obtenção de frequência

Realização de pelo menos 75% dos trabalhos práticos e os correspondentes relatórios. A frequência assim obtida permanece válida por um período de 3 anos lectivos consecutivos

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final será a que decorre da média ponderada envolvendo a nota obtida no exame final (factor de ponderação 0,7), a média aritmética das notas obtidas nos relatórios dos trabalhos práticos realizados (factor de ponderação 0,2) e a avaliação contínua das aulas teórico-práticas (factor de ponderação 0,1). O aluno só poderá obter a aprovação se no exame final tiver nota mínima de 9,5 valores.

Melhoria de classificação

Realização de exames adicionais.