UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
INSTITUTO DE QUÍMICA
D ISCIPLINA : GFQ00019
D EPARTAMENTO DE F ÍSICO -QUÍMICA
Conteúdo de Estudos: FÍSICO-QUÍMICA
Carga Horária Total: 60 h
FÍSICO-QUÍMICA V
- Código: 260-7
Teórica: 60 h
Prática: -
Estágio: -
Disciplina: Obrigatória.
Oferecida para o(s) Curso(s): Bacharelado em Química, Licenciatura em Química, Química
Industrial, Engenharia Química e Engenharia de Petróleo.
Objetivos da Disciplina:
Proporcionar conhecimentos básicos e compreensão da aplicação Termodinâmica aos
fenômenos de superfície e eletroquímicos, bem como fornecer as bases para estudo cinético,
tanto empírico como teórico das reações químicas, incluindo reações catalíticas.
Descrição da Ementa:
Fenômenos de Superfície: tensão superficial e fenômenos decorrentes; adsorção física e
química. Eletroquímica: teorias das soluções eletrolíticas; Termodinâmica de pilhas; cinética de
eletrodos. Cinética Química: Leis empíricas e mecanismos; Teoria das Colisões de velocidade
de reações; Teoria do Estado de Transição; catálise.
Instrumentos de Acompanhamento e Avaliação:
Listas de exercícios, testes, seminários e/ou outras atividades poderão ser realizadas em
conjunto com as avaliações escritas no processo de acompanhamento da aprendizagem e da
avaliação dos alunos.
Conteúdo Programático:
1. Superfícies líquidas: a interface líquido–vapor. Forças originadas na superfície curva de um
líquido. A equação de Young–Laplace. Fenômenos capilares. Métodos de medida da tensão
superficial. Dependência da tensão superficial com a temperatura. Pressão de vapor sobre a
superfície curva de um líquido. Tensão superficial de soluções. A equação de Shishkovsky.
Tensão interfacial. Filmes sobre substratos líquidos;
2. Superfícies sólidas: a interface sólido–líquido;
3. Adsorção: conceitos. Histórico. Tipos de adsorção. Calor de adsorção. A isoterma de
Freundlich. A equação de Henry. A teoria da adsorção monomolecular de Langmuir. A teoria da
adsorção polimolecular. Adsorção química. Adsorção na interface gás–solução. A equação de
adsorção de Gibbs. Adsorção na interface sólido–solução;
4. Teoria de eletrólitos: conceitos básicos. A dissociação eletrolítica. A teoria da dissociação
eletrolítica de Arrhenius. A interação íon–dipolo. O modelo de Debye–Hückel. A confirmação
experimental. O modelo melhorado. Medida de potenciais químicos;
5. Fenômenos de não-equilíbrio em soluções de eletrólitos. A condutância: conceitos básicos. O
movimento dos íons. Tratamento teórico da condutividade. Efeito da freqüência e da intensidade
do campo elétrico aplicado. Medida de condutividade. Aplicações da condutividade.
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Determinação da constante de dissociação. Determinação da carga de um eletrólito. Titulações
condutimétricas;
6. Potenciais de eletrodo: origens dos potenciais de eletrodo. A dupla camada elétrica. Equação
de Nernst. Pilhas de concentração. Usos de potenciais padrão de eletrodos. Potenciais. Energia
de Gibbs e constantes de equilíbrio. Eletrodos de referência e indicadores. Eletrodos íons –
seletivos. O eletrodo de vidro. Outros eletrodos de membrana sólida. Baterias e células de
combustível;
7. Cinética química: conceitos básicos. Análise de resultados cinéticos. O método diferencial. O
método de integração. O método de isolamento. Tempo de meia-vida. Comparação dos
métodos. Reações opostas. A influência da temperatura na velocidade das reações. Energia de
ativação. Distribuição estatística de energias moleculares. Superfícies de energia potencial;
8. Teorias sobre as velocidades de reação: Teoria das Colisões. Teorias com base
termodinâmica. Teoria do Estado de Transição;
9. Cinética de reações complexas: tipos de reação. Velocidade de reação para um mecanismo.
Reações simultâneas e consecutivas. Tratamento do estado estacionário. Etapa determinante da
velocidade. Reações em cadeia. Reações explosivas. Reações unimoleculares em fase gasosa. A
hipótese de Lindemann–Christiansen;
10. Cinética de reações em superfície: adsorção com dissociação e competitiva. Mecanismos.
Reações unimoleculares em superfícies. Reações bimoleculares. Reação entre duas moléculas
adsorvidas. Reação entre uma molécula adsorvida e uma fase gasosa;
11. Catálise homogênea: mecanismos gerais. Tratamento de equilíbrio. Tratamento de estado
estacionário. Energia de ativação para reações catalisadas. Catálise ácido-base. Catálise ácidobase geral. Mecanismos. Atividade catalítica e força do ácido ou base. Catálise enzimática.
Influência da concentração do substrato. Influência do pH. Influência de temperatura.
Mecanismos.
Bibliografia:
-
ATKINS, Peter W. Físico-Química. Rio de Janeiro: L.T.C., 1999. v. 3.
-
MOORE, W. J. Físico-Química. São Paulo: EDUSP, 1976.
-
PILLA, L. Físico-Química. Rio de Janeiro: L.T.C., 1999. v. 2.
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