UNIVERSIDADE DO ALGARVE – INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA
LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL
ANO LETIVO 2012/2013
Unidade Curricular (UC): Química
Departamento: Departamento de Engenharia Civil
Curso: Licenciatura em Engenharia Civil
Área Científica da UC: Construções
Língua(s) de Aprendizagem: Português
Docente Responsável pela Disciplina: Manuela Moreira da Silva ([email protected])
Corpo de Docente: Manuela Moreira da Silva ([email protected])
Rita Paquete ([email protected])
Ano
Semestre
2º
1º
Horas contacto
(1)
semanais
2 T + 1,5 TP + 1 OT
Tipo
Código da UC
ECTS
Obrigatória
1449C1008
5
Número de horas da unidade curricular: 140
Número de horas de contacto: 30 T + 22,5 TP + 15 OT
Trabalho Individual e Avaliação: 72,5 TA
Objetivos da aprendizagem (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos
estudantes)
Pretende-se com esta disciplina que os alunos passem a reunir os conceitos de química fundamentais
para o exercício da sua atividade profissional, de forma integrada e sustentada. As reações químicas
são relevantes para compreensão dos fenómenos ambientais e do modo como estes afectam e/ou
condicionam o comportamento e a resistência dos materiais de construção. A compreensão dos
fenómenos envolvidos na corrosão fundamental para a seleção dos materiais de construção e da
manutenção das obras de engenharia.
Pré-requisitos Recomendados
Conhecimentos básicos de química.
Conteúdos programáticos
1 – Átomos, Moléculas e Iões
1.1 - Aspetos históricos. Teoria de Dalton.
1.2 - Estrutura do átomo. Partículas subatómicas.
1.3 - Massa de átomos e moléculas. Número atómico e número de massa. Massa atómica e massa
molecular. Mole e massa molar.
1.4 - Fórmulas: empírica, molecular, de estrutura e estereoquímica.
1.5 - Iões: monoatómicos e poliatómicos.
1.6 - Determinação experimental de massas atómicas e moleculares. Espectrometria de massa.
2 - Estrutura Eletrónica dos Átomos e Tabela Periódica
2.1 - Teoria de Bohr. Postulados. Espectro de hidrogénio e sua interpretação.
2.2 - Teoria quântica. Números quânticos e orbitais atómicas. Preenchimento de orbitais, configuração
eletrónica.
2.3 - Configuração eletrónica e tabela periódica.
2.4 - Variação de propriedades (I1, E, X, raios atómico e iónico), ao longo da tabela periódica.
3 – Ligação Química
3.1 – Ligação Iónica
3.1.1 - Notação de Lewis.
3.1.2 - Energias envolvidas na formação de um par iónico.
3.1.3 - Energia de ligação e energia de rede cristalina.
3.1.4 - Ciclo de Born-Haber.
3.1.5 - Relação entre comprimento de ligação, energia de ligação e outras propriedades como Te e Tf.
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(1)
Ensino teórico (T); Teórico-prático (TP); Prático e laboratorial (PL); Trabalho de campo (TC); Seminário (S);
Orientação tutorial (OT); Trabalho individual e avaliação do aluno (TA).
3.2 – Ligação Covalente
3.2.1 - Pares eletrónicos partilhados e não partilhados.
3.2.2 - Ligação covalente apolar, polar e dativa.
3.2.3 - Momento dipolar.
3.2.4 - Comprimento de ligação e energia (entalpia) de ligação.
3.2.5 - Regra do octeto. Estruturas de Lewis das moléculas polieletrónicas.
3.2.6 - Polaridade das moléculas.
3.3 – Forças Intermoleculares
3.3.1 - Forças de Van der Walls.
3.3.2 - Ligação (ponte) de hidrogénio.
3.3.3 - Previsão de propriedades (Te, Tf, viscosidade e tensão superficial) a partir das forças
intermoleculares.
3.4 – A água como caso particular e relevante em Engenharia Civil.
4 – Soluções e suas propriedades
4.1 - Tipos de soluções.
4.2 - Soluções de gases em líquidos.
4.3 - Soluções de líquidos em líquidos.
4.4 - Soluções de sólidos em líquidos. Solvatação. Influência da temperatura: cristalização fracionada
4.5 - Medição da concentração de soluções: molaridade; molalidade; fração molar.
5 – Equilíbrio Químico
5.1 - Reações lentas, rápidas, completas e incompletas.
5.2 - Sistemas químicos abertos, fechados e isolados.
5.3 - Constante de equilíbrio e quociente reacional.
5.4 - Cálculo das concentrações de equilíbrio.
5.5 - Fatores que afetam o equilíbrio químico. Princípio de Le Chatelier.
6 – Ácidos e Bases
6.1 – Definições ácidos e bases de Bronsted. Pares ácido-base conjugados.
6.2 - Força de ácidos e bases. Constante de acidez (Ka). Constante de basicidade (Kb). Produto
iónico da água (Kw). Estrutura molecular e força de ácidos
6.3
– pH. Definição e escala de pH. Cálculo do pH em soluções de ácidos/bases/sais
7- Química Aplicada à Engenharia Civil
7.1 – Eletroquímica. Reações Redox.
7.2 - Influência das condições ambientais na resistência dos materiais de construção.
7.3 - Corrosão. Princípios e formas de luta contra a corrosão.
7.4 – Polímeros, composição química e propriedades.
Métodos de Ensino
Aulas teóricas, de carácter expositivo, com utilização de apresentações em Powerpoint e/ou acetatos,
e exemplos no quadro. Aulas teórico-práticas, onde o docente complementa o ensino, resolvendo
alguns exercícios e estimulando os alunos a resolver outros. Aulas de tutoria onde os alunos resolvem
exercícios sob a orientação do docente e onde serão explorados alguns temas para resolução
individual ou em grupo.
Modo de Avaliação
O regime de avaliação é por frequência e exame (nos termos do Regulamento de Avaliação do ISE),
e processa-se do seguinte modo:
a) Serão efetuados dois testes ao longo do período de aulas, cuja classificação mínima individual
exigida é de 7,5 valores, obtendo-se a aprovação (por frequência) se a média das classificações for
igual ou superior a 9,5 valores.
b) O aluno pode obter aprovação (por Exame), se nos exames de Época Normal ou de Recurso, a
nota for igual superior ou igual a 9,5 valores.
c) Os alunos já aprovados por frequência podem apresentar-se ao exame final da Época Normal
d) Para notas a partir de 17 valores haverá uma prova oral.
As provas escritas serão sem consulta.
Bibliografia principal
Chang, R., 2005. Química. McGraw Hill de Portugal Lda. Lisboa.
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(1)
Ensino teórico (T); Teórico-prático (TP); Prático e laboratorial (PL); Trabalho de campo (TC); Seminário (S);
Orientação tutorial (OT); Trabalho individual e avaliação do aluno (TA).
Atkins, P.W., 1989. General Chemistry. Sc. American Books, N.Y.
Bueno, W. et al., 1978. Química Geral. McGraw Hill S. Paulo.
Informação para os estudantes em mobilidade
As aulas são dadas em Português. O aluno deve satisfazer os pré-requisitos da disciplina. Existe
diversa bibliografia em língua Inglesa ou outras nas Bibliotecas da UAlg. Desde que o aluno tenha o
acordo do docente responsável, as provas de avaliação escrita das unidades curriculares poderão ser
realizadas em língua Inglesa ou Castelhana. A avaliação dos alunos em mobilidade é realizada à
semelhança da realizada pelos alunos ordinários.
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(1)
Ensino teórico (T); Teórico-prático (TP); Prático e laboratorial (PL); Trabalho de campo (TC); Seminário (S);
Orientação tutorial (OT); Trabalho individual e avaliação do aluno (TA).