Química Física II

Objectivos

Fornecer aos estudantes conhecimentos teóricos sólidos sobre as noções de Termodinâmica Química, Química Física de Superfícies, Cinética Química e Dinâmica da Reacção Química. Incutir nos alunos a curiosidade científica sobre estes temas e o estímulo tanto a nível teórico como através da prática laboratorial. Relacionar os temas com a vida do dia-a-dia de modo a se levar a Ciência para a actividade quotidiana.

Caracterização geral

Código

7340

Créditos

6.0

Professor responsável

João Carlos da Silva Barbosa Sotomayor

Horas

Semanais - 4

Totais - A disponibilizar brevemente

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

A disponibilizar brevemente

Bibliografia

“Physical Chemistry”,  Peter Atkins, Julio de Paula, and James Keeler, 11th edition, 2018, Oxford University Press.

“Physical Chemistry”,  Peter Atkins & Julio de Paula, 8th edition, 2006, Oxford University Press.

“Termodinâmica Aplicada”,  Edmundo J. S. Gomes de Azevedo, 3rd  ed. 2011, Escolar Editora, Lisboa.

"Chemical Kinetics and Dynamics", J.I. Steinfeld, J.S. Francisco, W.L.Hase, 1999, Prentice Hall

“Cinética Química”, João Sotomayor, 2003, Lidel-edições técnicas, Lisboa.

"Adsorption by Powders and porous solids", F. Rouquerol, J. Rouquerol, K Sing, 1999, Academic Press.

"Physical Chemistry, a molecular approach", D.A. McQuarrie, J.D. Simon, 1997, U. Science Books

“Physical Chemistry of Surfaces”, 6th ed. , Arthur W. Adamson & Alice P. Gast, John Wiley & Sons,  1997, NY.

“Surfaces”, Gary Attard and Colin Barnes,2004, Oxford University Press, NY.

Método de ensino

A disponibilizar brevemente

Método de avaliação

A disponibilizar brevemente

Conteúdo

1) Termodinâmica de sistemas macroscópicos

1.1) Princípio da Conservação da Energia. A 1.ª Lei da  Termodinâmica                                                                     

1.2) Termoquímica.                                                                   

1.3) A 2ª. Lei da Termodinâmica e suas  aplicações.

1.4) Equações de Gibbs para sistemas abertos ou sistemas fechados com variações de composição. Potencial químico. 

1.5) Equilíbrio de fases e equilíbrio reaccional. Constante de equilíbrio Kp. 

1.6) Grandezas parciais molares. Propriedades de mistura.

2) Termodinâmica de soluções

2.1) Soluções ideais. Lei de Raoult e lei de Henry

2.2) Soluções reais. Coeficientes de actividade. Propriedades de excesso.                                                              

2.3) Propriedades coligativas.               

2.4) Equilíbrio químico de fases condensadas

 3) Química Física de Superfícies
       3.1) Tensão superficial.
                  3.1.1) Excesso de concentração superficial.
                  3.1.2) Variação com a temperatura.
                  3.1.3) Variação com a composição numa mistura binária.
                  3.1.4) Determinação experimental.
       3.2) Adsorção.
                  3.2.1) Isotérmica de adsorção de Langmuir.
                  3.2.2) Isotérmica de adsorção de B.E.T.
                  3.2.3) Outras isotérmicas.
                  3.2.4) Adsorção química.
  4) Cinética química
          4.1) As leis de velocidade de reacção.
          4.2) Dependência com a temperatura: a energia de activação.
          4.3) Aproximação de estado estaccionário.
          4.4) Reacções em cadeia. Reacções fotoquímicas. Reacções de polimerização.
  5) Dinâmica molecular e catálise
          5.1) Teoria das colisões.
          5.2) Teoria do complexo activado.
          5.3) Dinâmica das colisões moleculares.
          5.4) Catálise.

Parte Experimental

Os 4 trabalhos práticos que suportam esta cadeira englobam:

  • adsorção fisica de gases e componentes de uma solução aquosa em sólidos
  • tensiometria e medida de ângulos de contacto de soluções de tensioactivo
  • cinética e catálise homogénea e heterogénea

Em alternativa, o aluno poderá realizar um projecto numa área científica à sua escolha relacionada com a matéria lecciona na cadeira, oferecendo-se a possibilidade de iniciação à investigação científica, desafiando o espírito empreendedor do aluno e estimulando a sua criatividade. Surgem assim projectos em áreas completamente diferentes, como a Orgânica, a Bioquímica ou mesmo a Física, realizados dentro e/ou fora da FCT, resultando, por vezes, em publicações ou em trabalhos práticos das cadeiras de laboratórios.