Mestrado em Tecnologia Química
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Química das Superfícies e Interfaces
Valentim M. B. Nunes
Departamento de Engenharia Química e do Ambiente
2009
Química das Superfícies e Interfaces
Resumo
Sistemas coloidais: fundamentos e importância industrial. Interface
líquido/gás: tensão superficial; equação de Young-Laplace; capilaridade;
tensão de vapor e raios de curvatura; equação de Kelvin; quantidades de
excesso superficial; equação de Gibbs.
Interface líquido/ líquido:
espalhamento (trabalho de coesão e de adesão); tensão interfacial; colóides
de agregação; tensioactivos; estabilidade de emulsões (agentes
estabilizantes e emulsionantes); regra de Bancroft; inversão de fases
(PIT). Interface sólido/líquido: molhabilidade e ângulo de contacto;
equação de Young; aplicações em detergência, extracção petrolífera, tintas e
revestimentos. Interface sólido/gás: isotérmicas de adsorção e sua
classificação; área específica de sólidos; modelos de Langmuir e BET;
adsorção em sólidos micro e mesoporosos; calores isostéricos de adsorção;
principais aplicações das famílias de adsorventes e catalisadores com maior
impacto tecnológico, nomeadamente carvões activados e zeólitos.
Química das Superfícies e Interfaces
Avaliação
Frequência ou Exame final com classificação mínima de 10
valores
Elaboração de uma pequena monografia (10 a 15 pág)
sobre temas a distribuir
Bibliografia
Shaw, Introduction to Colloid and Surface Chemistry, 4th
ed., Butterworth, Oxford, 1999
Adamson, Physical Chemistry of Surfaces, 6th e., Wiley
Interscience, New York, 1997
Hiemenz, Principles of Colloid and Surface Chemistry, 3rd
ed., Marcel Dekker Inc., New York, 1997
Química das Superfícies e Interfaces
Sistemas Coloidais
Sistemas Coloidais: cosméticos; emulsões; espumas; tintas;
plásticos.
Importância Tecnológica
Processos envolvidos: detergência; flotação; troca iónica;
lubrificação; clarificação da água; explosivos (transporte);
agricultura (agroquímicos); construção e reparação de
estradas (asfalto).
Química das Superfícies e Interfaces
Os sistemas coloidais contêm partículas com dimensões da
ordem de 10-9 a 10-6 m.
• Colóides de associação: termodinamicamente estáveis; ex.
solução de tensioactivo em água (micelas – c.m.c.) a partir de
uma dada temperatura (ponto kraft).
• Soluções verdadeiras de macromoléculas: termodinamicamente
estáveis; ex. cola.
• Dispersões coloidais: termodinamicamente instáveis devido à
tensão interfacial elevada.
Química das Superfícies e Interfaces
Formação de micelas
Química das Superfícies e Interfaces
Dispersões coloidais
Fase dispersa Meio
dispersante
Nome
Exemplos
Líquido
Gás
Aerosol
Nevoeiro; spray’s
Sólido
Gás
Aerosol sólido
Fumo industrial; pó
Gás
Líquido
Espuma
Espuma de sabão
Líquido
Líquido
Emulsão
Leite; maionese; asfalto;
cremes farmacêuticos
Sólido
Líquido
Gel/suspensão
Colóides inorgânicos;
pasta de dentes.
Gás
Sólido
Espuma sólida
Poliuretano expandido
Líquido
Sólido
Emulsão sólida
geleia
Sólido
sólido
Suspensão sólida Plásticos pigmentados