CQ113 Programa 2017-1 - Departamento de Química

2/22/2017
Físico-Química
Estudo dos princípios físicos subjacentes
aos fenômenos químicos
Macroscópica
Abordagens:
Microscópica
Ramos da Físico-Química
•
Termodinâmica: Estudo dos efeitos de energia (calor, trabalho e outras
formas) envolvidos em processos químicos.
•
Química Quântica: Aplicação da Mecânica Quântica a estrutura atômica,
ligação química e espectroscopia.
•
Mecânica Estatística: Cálculo das propriedades termodinâmicas
macroscópicas através das propriedades moleculares.
•
Cinética Química: Estudo da velocidade de reações químicas, difusão e
fluxo de carga em células eletroquímicas.
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Relações entre os ramos da físico-Química
Termodinâmica
Mecânica
estatística
Química
Quântica
Cinética Química
Termodinâmica
• Efeitos de calor e trabalho em reações químicas
Aplicações práticas: Performance de combustíveis,
maximização do trabalho obtido a partir de reações
químicas
Aplicações fundamentais: Análise da força de ligações
químicas, análise termogravimétrica
• Direção espontânea dos processos
Aplicações práticas: Otimização do rendimento de
uma reação, determinação do trabalho fornecido por
uma célula eletroquímica
Aplicação fundamental: determinação de parâmetros
termodinâmicos de reações de oxirredução através da
medida de potenciais de celas eletroquímicas
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Termodinâmica e Eletroquímica
Programa – 1º semestre de 2011
I. Termodinâmica
1. Gases
•Gases ideais
Equações de estado
•Gases reais
Equação de Van der waals
Princípio dos estados
correspondentes
2. Primeira Lei da Termodinâmica
•Trabalho, calor, energia interna
•Trabalho de expansão de um
gás
• Características das expansões
isotérmica e adiabática
7 aulas. 1ª prova: 28/03/17
(segundo módulo já se iniciou em 21/03/17)
2. 1ª Lei (continuação)
3. Segunda Lei da Termodinâmica
•Entalpia e suas equações de
•A dispersão da energia.
estado. Capacidades caloríficas
Entropia.
•Termoquímica
•Equações de estado para a
•Dependência das entalpias de
entropia
reação com a temperatura
•Terceira lei da Termodinâmica
7 aulas. 2ª prova: 25/04/17
(terceiro módulo já se iniciou em 18/04/17)
3. 2ª Lei (continuação)
•Energia de Gibbs
•Potencial químico de uma
substância pura e em misturas
4. Equilíbrio Químico
•A minimização da energia de
Gibbs em um processo
químico
•Composição de equilíbrio de
sistemas reacionais
•Influência da pressão e
temperatura no estado de
equilíbrio
•Equilíbrio e espontaneidade
em exemplos importantes
7 aulas. 3ª prova: 23/05/17
(quarto módulo já se iniciou em 16/05/17)
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5. Eletroquímica de Equilíbrio
•Propriedades termodinâmicas
de íons em solução
•Lei de Debye-Hückel
•Celas eletroquímicas
• Equação de Nernst
•ΔH, ΔS e ΔG para reações
eletroquímicas
•Aplicações práticas (medida
do pH, produtos de
solubilidade, eletrodos
seletivos)
7 aulas. 4ª prova: 13/06/17
Provas de 2a chamada: 20/06/17
Prova final: 04/07/17
Bibliografia:
o P. W. Atkins e J. De Paula, Físico-Química vol. 1 (6ª, 7ª ou 8ª
ed.) → listas de exercícios
o G. W. Castellan, Fundamentos de Físico-química vol. 1
o W. J. Moore, Físico-Química vol. 1 (tradução da 4ª edição
americana)
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