Química Analítica

Código

10698

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Química

Créditos

6.0

Professor responsável

Jorge Manuel Pinto Lampreia Pereira

Total de horas

62

Língua de ensino

Português

Objectivos

A cadeira de Química Analítica estuda o conjunto de Equilíbrios em Solução - ácido-base; complexometria; redox e precipitação - e as suas aplicações práticas de carácter quantitativo - Titulações Volumétricas várias. A cadeiras tem uma componente Prática onde são realizados Trabalhos Práticos de alguns dos Capítulos mencionados.

Pretende-se, assim, proporcionar uma sólida formação téórica na área da Química de Soluções e desenvolver boas capacidades práticas ao nível de alguns métodos quantitativos e instrumentais.

Pré-requisitos

A cadeira de Química Analítica não tem "Requisitos Obrigatórios" mas aconselha-se a realização prévia da cadeira de Introdução à Química-Física ou de Química Geral.

Conteúdo

I. Programa Teórico

• Soluções

1. Concentrações. Revisão do conceito de mole e de equivalente

• Condutividade electrica de soluções iónicas

1. Electrólito
   1. Electrólitos fortes e electrólitos fracos
2. Condutividade electrica
3. Condutividade equivalente
4. Lei de diluição de Ostwald
5. Teoria da Interacção Iónica
6. Lei de Migração Independente de Kohlraush
7. Aplicações das medições condutimétricas directas
   1. Titulações condutimétricas ácido-base

• Coeficientes de actividade

1. Cálculo do coeficiente de actividade
2. Teoria de Debye – Hückel 

• Reacções Ácido-Base

1. Cálculo do valor pH numa solução
   1. Ácido forte
   2. Ácido fraco
   3. Base conjugada
   4. Mistura de um ácido fraco e respectiva base conjugada
   5. Solução tampão
      1. Definição de poder tampão
      2. Poder tampão máximo
2. Cálculo do valor de pH ao longo de uma titulação ácido – base
   1. Ácido forte – base forte
   2. Ácido fraco – base forte
   3. Mistura de ácido forte e ácido fraco – base forte
3. Cálculo do valor pH numa solução
   1. Ácidos polipróticos
   2. Soluções tampão contendo ácidos polipróticos
   3. Soluções anfipróticas
4. Análise de uma titulação de um ácido poliprótico com base forte sem cálculos detalhados

• Reacções de complexometria

1. Titulações complexométricas
   1. Ligandos monodentados e polidentados
   2. Cálculo de pM ao longo da titulação complexométrica
2. Efeito do pH e de complexantes (outros ligandos e outros metais) na constante de formação de complexos
3. Noção de α_M e α_L e constante condicional
4. Titulação complexométrica na presença de outros metais e outros ligandos.
   1. Cálculo do pM ao longo da titulação complexométrica
5. Titulações complexométricas consecutivas
6. Sequestração
   1. Métodos de detecção do ponto de equivalência
   2. Indicadores metalocrómicos

• Reacções de oxidação-redução

1. Titulação redox
   1. Cálculo do potencial redox ao longo da curva de titulação Fe²⁺/ Ce⁴⁺
   2. Cálculo do potencial redox ao longo da curva de titulação Fe³⁺/ MnO₄^-
   3. Cálculo do potencial redox ao longo da curva de titulação de uma mistura
   4. Indicadores redox
2. Factores que afectam o potencial redox: complexantes e pH.
   1. Formação de complexos
   2. Influência do pH
3. Diagrama de potencial redox em função do pH
4. Indicadores metalocrómicos

• Precipitação

1. Produto de Solubilidade (Ks)
2. Solubilidade e Solubilidade Mínima
3. Solubilidade Diferencial
4. Métodos Quantitativos
   1. Método de Mohr
   2. Método de Volhard

II. Sessões Práticas

1. Estudos condutimétricos de electrólitos fortes e fracos
2. Titulações Ácido-Base - Método condutimétrico e Método potenciométrico
3. Análise complexométrica de alguns dos principais constituintes de um cimento
4. Influência de complexantes no par redox Fe (II) - Fe (III).
5. Estudo da solubilidade do acetato de prata em solução aquosa 

Bibliografia

Métodos Instrumentais para Análise de Soluções
Mª de Lurdes Gonçalves , Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa

Fundamentals of Analytical Chemistry (7th ed),
D. A. Skoog, D. M. West and F. J. Holler, Saunders College Publishing

Ionic Equilibrium – A Mathematical Approach
Butler, J. N., Addison-Wesley Publishung Company, Inc.

Aqueous Acid-Base Equilibria and Titrations
R. Levie, Oxford University Press

Les Complexes en Chimie Analytique
A. Ringbom, Dunod, Paris

Analytical Chemistry
Robert V. Dilts D. Van Nostrand, ISBN 0-442-22158-4

Analytical Chemistry
Christian, Wiley, ISBN - 0-471-05181-0

Quantitative Chemical Analysis
Daniel C. Harris, Freeman, New York, 5th Edition (1999) ISBN – 0-7167-2881-8

Método de ensino

As aulas presenciais não-laboratoriais são dadas em regime misto de Aulas Teórica e Teórico-Prática tradicionais, com resolução de problemas pelos alunos simultaneamente com matéria teórica dada.

A matéria é exposta com o apoio de apresentações em Power Point e visionamento de filmes apropriados.

Método de avaliação

Avaliação Teórica

A avaliação teórica tem em conta as atividades das aulas (50%) e a nota dos testes/exame (50%).

As atividades das aulas com avaliação são:

a) Testes TGPi individuais (Moodle) e de equipa (TGPe)
b) Atividades de resolução de problemas em equipa. Entregam cada problema resolvido todos exactmente no mesmo tempo. São corrigidos e avaliados, posteriormente.
c) Avaliação pelos colegas da equipa. Apresentação de critérios de avaliação. Os estudantes escolhem 4 a 5 critérios. Iguais para todos. Em duas alturas do semestre, a decisiva mais perto do final, cada aluno avalia os restantes membros da sua equipa. Cada aluno de cada grupo distribui 100 pontos pelos outros de acordo com os critérios previamente escolhidos. Por exemplo, se a minha equipa tiver 6 elementos, distribuo 100 pontos pelos restantes 5, por exemplo 25, 15, 30, 10, 20. A votação é secreta.

Existirá uma avaliação destas a meio do semestre para todos terem uma ideia de como estão a ser “considerados” pelos colegas. No entanto, a avaliação final é a que conta verdadeiramente.

A nota da equipa é obtida pela média das actividades realizadas em equipa. A nota da equipa que conta para cada membro (nota pessoal de equipa) é ajustada com a avaliação que os colegas fazem (nota da equipa x soma de pontos dados pelos colegas/100). Esta nunca pode ficar superior à nota da equipa em mais de 2 valores. Mas pode ter um qualquer valor inferior.

A nota que cada aluno recebe das atividades das aulas é dada por:

0,25 x TGPi + 0,75 x nota de equipa

Para a média dos TGPi não conta o pior TGPi.

 Com as notas das equipas é feita uma ordenação (ranking). No final do semestre, as duas equipas vencedoras têm um bónus de 0,5 valor na sua nota e as duas equipas perdedoras têm um desconto de 0,5 valor na sua nota.

Para além das atividades das aulas, os alunos são ainda avaliados por 2 testes tradicionais.

Reprova na disciplina quem obtiver nota de média de testes inferior a 9,5 valores, seja qual for a nota das atividades das aulas e dos TPGis.

Não há nota mínima para cada teste individualmente. Quem tiver média de testes inferior a 9,5 valores à cadeira pode apresentar-se a exame.

Quem tiver média de testes superior a 9,5 valores e queira ir a exame, este é considerado como Melhoria de Nota e tratado como tal burocraticamente – inscrição e preço.



Para todos os envolvidos no método TBL a nota do Exame só substitui as notas dos dois testes tradicionais. Tudo o resto continua a contar para a nota final.

Os alunos repetentes com frequência têm que optar até ao prazo estipulado pelo professor:

a) participam em todas as aulas e a nota final será 50% das atividades das aulas e 50% da nota dos testes/exame.
b) se dentro do prazo não indicarem a opção a nota final será obtida exclusivamente por testes ou exame final.

Avaliação Prática

A avaliação prática tem em conta as atividades laboratoriais das aulas (75%) e pelos testes individuais (Moodle) efectuados antes da aula prática (25%). Cada atividade laboratorial tem os seus próprios objectivos. A nota da equipa será dada em função destes objectivos.

A Frequência à disciplina é obtido pela realização de todos os Trabalhos Práticos e de todos os TGPis Práticos.

Atenção: as equipas das atividades laboratoriais são diferentes das equipas das aulas teóricas. Os alunos com frequência, estão dispensados da avaliação prática. A avaliação final será dada apenas pela avaliação teórica.

Avaliação Final: 70% avaliação teórica + 30% da avaliação prática

Disposições Gerais

1. Os alunos têm que se inscrever nos Testes Teóricos, no CLIP; as inscrições estarão abertas uma semana antes da data de cada Teste;
2. Só podem levar para as Avaliações, o BI, duas canetas e uma Máquina de Calcular não gráfica;
3. Não são permitidos Telemóveis, nem folhas de rascunho;
4. O arredondamento da Nota Final é feito, uma única vez, na última operação aritmética;
5. É obrigatória a inscrição para Melhoria de Nota da Componente Teórica. 

Cursos

• Perfil de Química Orgânica
• Bioquímica
• Química Aplicada
• Perfil de Biotecnologia