Química das Soluções

Engenharia Química e Bioquímica
5.5 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 30,0 PL

Docente(s)
- Maria Teresa da Luz Silveira

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Obter competências na área da condutimetria e desenvolver os conhecimentos anteriormente adquiridos no estudo das reacções redox, reacções de precipitação, e complexos e reacções de complexação.

Programa
1-Condutimetria
1.1-Generalidades sobre soluções
-Formação de soluções líquidas
-Eletrólitos
1.2-Condutividade e condutividade molar
1.3-Medição de condutividade
1.4-Variação de condutividade com a concentração
-Dissociação parcial do eletrólito
-Interações iónicas
-Formação de associações iónicas
1.5-Condutividades molares a diluição infinita. Lei das condutividades iónicas independentes (Kolhrausch).
1.6-Introdução ao conceito de coeficiente de atividade e métodos simples de cálculo.

2-Reacções redox
2.1-Noção de reação redox
2.1.1-Conceito de oxidante e redutor
2.1.2-Método do número de oxidação e métodos do ião-eletrão para acertar as reações redox
2.1.3-Pilhas eletroquímicas
2.1.4-Notação das pilhas eletroquímicas
2.1.5-Determinação do sentido de reação, de polaridade da pilha e da sua força eletromotriz

2.2-A equação de NERNST
2.2.1-Dedução e consequências
2.2.2-Combinação de elementos de pilha
2.2.3-Aplicações de equação de NERNST
2.2.4-Factores que afetam o potencial redox
2.2.5-Comportamento redox de água

2.3-O conceito de pH
2.3.1-Significado físico do pH
2.3.2-Determinação do pH

2.4-Titulações Redox
2.4.1-Curvas de titulação
2.4.2-Métodos de deteção do ponto de equivalência

2.5-Principais oxidantes e redutores usados em Química Analítica

3-Reacções de precipitação
3.1-Generalidades sobre reações de precipitação
3.1.1-Produto de solubilidade. Solubilidade de um precipitado
3.1.2-Factores que afetam a solubilidade dos precipitados
3.1.2.1-Factores que dependem das condições da solução
3.1.2.2.-Factores que dependem das condições do precipitado
3.1.3-Mecanismo de formação de precipitados. Tipos de precipitados
3.1.4-Contaminação dos precipitados

3.2-Aplicações analíticas das reações de precipitação
3.2.1-Separação e identificação de catiões em análise qualitativa
3.2.2-Gravimetria por precipitação
3.2.3-Volumetria por precipitação. Curvas de titulação. Deteção do ponto deequivalência
3.2.4-Outras técnicas e aplicações

4-Complexos e reacções de complexometria
4.1-Química dos compostos de coordenação
4.1.1-Definições
4.1.2-Ligandos mais vulgares
4.1.3-Tipo de elemento central
4.1.4-Nomenclatura dos compostos de coordenação
4.1.5-Números de coordenação e estruturas mais correntes de complexos
4.1.6-Isomerismo nos compostos de coordenação
4.1.7-Regra dos 18 eletrões: Aplicabilidade, exceções e regras de contagem dos eletrões
4.1.8-Teorias da ligação química em compostos de coordenação
A-Teoria do enlace de valência
B-Teorias eletrostáticas. Teoria do campo cristalino

4.2-Estabilidade dos compostos de coordenação e aplicações à Química Analítica
4.2.1-A estabilidade dos compostos de coordenação
4.2.1.1-Generalidades
4.2.1.2-Factores que influenciam a estabilidade dos postos de coordenação

4.3-Complexometria
4.3.1-Introdução
4.3.2-A utilização de complexantes em métodos titulométricos
4.3.3-Curvas de titulação e sua determinação experimental. Elétrodos de mercúrio e de prata
4.3.4-Cálculo teórico das curvas de titulação. Definição de constante de estabilidade condicional. Expressões para cálculo da curva de titulação. Influência das condições experimentais.
4.3.5-Métodos de deteção do ponto de equivalência. Indicadores metalocrómicos
4.3.6-Titulações de misturas: simultânea e consecutiva
4.3.7-Interferências e sequestração
4.3.8-Aspectos práticos nas titulações quelatométricas

Trabalhos Práticos Laboratoriais
-Condutividade de soluções de eletrólitos fortes
-Condutividade de soluções de eletrólitos fracos
-Doseamento potenciométrico do ferro
-Determinação dos cloretos numa água
-Determinação das durezas de uma água

Metodologia de avaliação
Avaliação contínua
A aprovação na componente prática (P) da unidade curricular depende da execução experimental de todos os trabalhos práticos, da assiduidade (correspondendo a 15% da avaliação da componente prática), da entrega de um mini relatório onde são apresentados os resultados experimentais e os cálculos de cada trabalho prático (correspondendo a 15% da avaliação da componente prática) e da realização de quatro mini testes escritos ou seja, um por cada trabalho prático (correspondendo a 70% da avaliação componente prática).
A avaliação prática é válida unicamente no ano letivo em que é realizada.
Os alunos com a unidade curricular em atraso poderão ser dispensados da execução laboratorial mas têm, obrigatoriamente, que realizar os quatro mini testes escritos referentes aos trabalhos práticos. Neste caso, é a classificação obtida nestes mini testes que corresponde à componente prática (P) da nota final da unidade curricular.
A componente teórica será avaliada com quatro mini testes escritos (T) e tem como nota mínima final 9.5 valores.

Avaliação final
A avaliação final consiste num teste escrito, em qualquer uma das épocas, sobre a matéria teórica (T) tendo como nota mínima 9.5 valores.

A nota final, quer da avaliação contínua quer da avaliação final, será a média ponderada das duas componentes segundo a fórmula: 0.8T+0.2P.

Bibliografia
- Harris, D. (2010). Quantitative Chemical Analysis. New York: W. H. Freeman and Company
- Christian, D. (2013). Analytical Chemistry. New York: John Wiley & Sons
- Gonçalves, M. (2001). Métodos Instrumentais para Análise de Soluções. Lisboa: Fundação Caloute Gulbenkian

Método de interação
Aulas teóricas onde são leccionadas os conteúdos programáticos propostos, aulas teórico-práticas e aulas práticas laboratoriais com a aplicação dos conhecimentos adquiridos nas aulas
teóricas.

Software utilizado nas aulas
Não aplicável