Introdução à Química-Física
Código
10690
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Química
Créditos
6.0
Professor responsável
Ana Isabel Nobre Martins Aguiar de Oliveira Ricardo
Horas semanais
7
Total de horas
60
Língua de ensino
Português
Objectivos
Os objectivos principais da disciplina de Introdução à Química-Física é conseguir que os alunos compreendam e dominem os fundamentos da Química que servem de base à compreensão do mundo que nos rodeia. Um objectivo crucial é o desenvolvimento de capacidades em resolução de problemas quer qualitativa quer quantitativamente. Igualmente importante é a aprendizagem de boas práticas laboratoriais, executar experiências, interpretar resultados experimentais e tirar conclusões. Os objectivos mais específicos a conseguir neste curso incluem o desenvolvimento de conceitos que permitam interpretar: as propriedades e modelos de gases, líquidos e sólidos; as leis da termodinâmica e relacioná-las com equilíbrio – conceito de entropia e energia de Gibbs; o equilíbrio físico e químico; o equilíbrio aquoso; a electroquímica e a cinética de reacções químicas.
Pré-requisitos
Conhecimento de Química Geral ao nível de 12º ano.
Conteúdo
1. AULAS TEÓRICAS
1.1.Introdução – 1 hora T
1.1.1. Sólidos, líquidos e gases.
1.1.2. Mudanças de fase.
1.1.3. Diagramas de fase de substâncias puras
1.1.4. Gases ideais e gases reais.
1.1.5. Equações de estado
1.2. Termoquímica – 3 horas T
1.2.1. Revisão de alguns conceitos: sistemas, trabalho, energia e calor.
1.2.2. Calorimetria. Calor específico e capacidade calorífica.
1.2.3. 1ª Lei da Termodinâmica.
1.2.4. Trocas de energia em reacções químicas.
1.2.5. Entalpia. Entalpias de formação e de reacção.
1.3. Entropia e energia de Gibbs - 2 horas T
1.3.1. Processos espontâneos.
1.3.2. Entropia e a 2ª lei da Termodinâmica.
1.3.3. Variação total de entropia.
1.3.4. Energia de Gibbs.
1.3.5. Energia de Gibbs e equilíbrio.
1.4. Equilíbrio Físico – 3 horas T
1.4.1. Diagramas de fase e transições de fase.
1.4.2. Solubilidade.
1.4.3. Propriedades coligativas.
1.4.4. Misturas líquidas binárias.
1.5. Equilíbrio químico – 2 horas T
1.5.1. Conceito de equilíbrio químico. Formas de expressar constantes de equilíbrio químico.
1.5.2. Factores que afectam o equilíbrio químico. Princípio de Le Châtelier.
1.6. Equilíbrio ácido-base – 3 horas T
1.6.1. Ácidos e bases conjugados. Auto-ionização da água e escala de pH.
1.6.2. pH de soluções.
1.6.3. Soluções tampão.
1.7. Equilíbrio de solubilidade – 2 horas T
1.7.1. Equilíbrio de solubilidade e produto de solubilidade.
1.7.2. Efeito de ião comum.
1.7.3. Aplicações.
1.8. Electroquímica – 3 horas T
1.8.1. Célula galvânica. Representação esquemática de células galvânicas.
1.8.2. Potencial padrão de eléctrodo.
1.8.3. Equação de Nernst.
1.8.4. Célula electrolítica.
1.8.5. Electrólise.
1.9. Cinética Química – 3 horas T
1.9.1. Velocidades de reacção.
1.9.2. Determinação de leis de velocidade. Método integral e método diferencial.
1.9.3. Lei de Arrhenius e energia de activação.
1.9.4. Mecanismo reaccional. Reacções elementares. Molecularidade.
1.9.5. Introdução à teoria das colisões e à teoria do complexo activado.
2. AULAS PRÁTICAS
2.1. Ficha de estudo dirigido: Calorimetria - PL1
2.2. Ficha de estudo dirigido: Diagramas de fase – PL2
2.2. Preparação de aulas de laboratório PL4 e PL5 – PL3
2.3.Titulações ácido-base. Constância do produto de solubilidade – PL4
2.4. Cinética da reacção de corantes com o ião hidróxido – PL5
Bibliografia
-“Chemical Principles. The Quest for Insight”, P.Atkins and L. Jones, Freeman 5th ed.(2010).
-“Química” (tradução portuguesa de “Chemistry”), R. Chang, 8ª ed., McGraw-Hill (2005).
-“Chemistry”, Raymond Chang, 8th ed., McGraw-Hill (2005).
Método de ensino
Aulas presenciais
Aulas teórico-práticas
Aulas laboratoriais (laboratório de química e sala de computadores)
Método de Estudo Dirigido
Método de avaliação
Classificação final:
1/5 (nota prática) + 1/5 (nota teórico-prática) + 3/5 (nota teórica) (obriga à realização dos questionários teórico-práticos (Mini-testes do Moodle).
Frequência teórica:
A frequência da disciplina é obtida através da realização de 4 Mini-Testes do Moodle e frequência de 50 % das aulas T e 50 % das aulas TP.
Frequência prática:
A frequência prática da disciplina é obtida através da realização de todos os trabalhos práticos.
Nota teórico-prática: Classificação média dos 4 mini-testes do moodle.
Nota teórica: A avaliação da disciplinas compreenderá a realização de 4 testes com a duração máxima de 50 min. Para aprovação na disciplina, a média final dos 4 testes terá que ser maior ou igual a 9,5.
Nota prática: - avaliação dos resultados obtidos nos trabalhos PL4 e PL5.
ATENÇÃO: A nota prática só vale no ano em que é feita. Após esse período de tempo mantém-se a frequência prática à cadeira mas perde-se a nota. A nota final passa a ser calculada com base em 4/5 da nota teórica e 1/5 da nota teórico-prática.