DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA

Disciplina: Físico-Química: Equilíbrio

Código: 10-168

Carga Horária: 80h

Créditos: 04

Pré-requisitos: 10-151 – ONDAS E TERMODINÂMICA

EMENTA

Comportamento dos gases. Teoria cinética dos gases. Primeiro Princípio da Termodinâmica – Entalpia. Segundo Princípio da Termodinâmica – Entropia. Equilíbrio Químico. Reações.

OBJETIVOS

A disciplina visa desenvolver as seguintes competências:

Dominar a leitura, interpretação e a capacidade de produção de textos em diferentes formas de linguagem e representações que envolvem conhecimento físico-químicos, incluindo símbolos, códigos e nomenclatura científica, a fim de se comunicar adequadamente;

Conhecer acerca da físico-química, bem como seus parâmetros e propriedades termodinâmicas do equilíbrio, contribuindo para a compreensão do cotidiano e posterior aplicação nas práticas profissionais.

Aprofundar os conceitos envolvidos em reações químicas, tais como, reatividade, espontaneidade e o sentido da direção das reações;

Aprofundar conhecimentos sobre as teorias termodinâmicas e o equilíbrio. Abordar as energias de reação e o potencial químico e relacioná-las com o sentido da reação, reagentes, produtos e/ou equilíbrio.

Dominar as operações em laboratório químico com as práticas relacionadas as teorias.

Buscando-se atender estas competências e habilidades alguns objetivos específicos são delineados:

Desenvolver conhecimentos sobre tipos de reações químicas;

Desenvolver noções básicas acerca dos processos reversíveis e irreversíveis e suas relações com o cotidiano;

Dominar o conceito de gases, sistemas termodinâmicos e suas aplicações nos cálculos de determinações dos parâmetros reacionais, pressão, concentração e temperatura, de diferentes processos industriais, contribuindo para a compreensão do cotidiano e, posterior aplicação nas práticas profissionais;

Mostrar correlações entre algumas propriedades dos elementos químicos e a dependência dessas propriedades com a direção no sentido dos produtos;

Compreender ou fazer previsões sobre a espontaneidade e equilíbrio físico-químico;

Interpretar aspectos sobre propriedades que dependam das energias interna e livre, tais como energia total do sistema (cinética, rotacional, vibracional) juntamente com o calor e trabalho;

Aprender a prever e descrever os mecanismos das reações e entender as influências e causas das propriedades termodinâmicas sobre a reação química e as diferentes formas de equilíbrio (térmico, mecânico e químico).

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 1: SISTEMAS, PROPRIEDADES E PROCESSOS TERMODINÂMICOS APLICADOS A GASES

Desenvolver o conhecimento básico acerca dos sistemas termodinâmicos, sobre a propriedades termodinâmicas relacionadas aos gases reais e ideais, bem como a estequiometria envolvida nestas reações, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades para reconhecer tipos de sistemas termodinâmicos, calcular parâmetros como pressão, concentração e temperatura, bem como identificar agentes limitantes, seja em processos naturais ou industriais.

Atividade prática: Realizar experimentos representativos sobre temas que reforcem o aprendizado de conceitos fundamentais de físico-química desenvolvidos na unidade de ensino, tais como: determinação do volume e massa molar; capacidade calorífica, temperatura de solubilidade; determinação de equilíbrio químico de diferentes reações  etc, a fim de que o acadêmico desenvolva as competências e habilidades relacionadas a rotinas laboratoriais.

TDE 01: Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade 1.

UNIDADE DE ENSINO 2: FUNDAMENTOS DE TERMODINÂMICA

Aprofundar os conhecimentos sobre os conceitos básicos, o primeiro princípio da termodinâmica, energia interna e entalpia assim como a termodinâmica, o segundo e o terceiro princípios da termodinâmica, a entropia e a energia livre. Também destacando-se ao estudo da espontaneidade e equilíbrio e por fim o potencial químico. Compreender como isso afeta as propriedades físico-químicas da reação a fim de que o acadêmico desenvolva as competências e habilidades aos fundamentos da termodinâmica.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem o conhecimento e a utilização de técnicas e procedimentos básicos de laboratório, bem como a integração dos conhecimentos teórico e experimental relacionados aos conceitos fundamentais da físico-química.

TDE 02 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade 02.

UNIDADE DE ENSINO 3: EQUILÍBRIO QUÍMICO

Conceituar aspectos relacionados com o equilíbrio químico, homogêneo e heterogêneo, e com o princípio de Le Chatelier. Compreender como isso afeta as propriedades físico-químicas da reação a fim de que o acadêmico desenvolva as competências e habilidades relacionadas ao equilíbrio químico.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem o conhecimento e a utilização de instrumentação, técnicas que identifiquem o equilíbrio químico, bem como a integração dos conhecimentos teórico e experimental relacionados aos conceitos fundamentais da físico-química.

TDE 03 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade 03.

METODOLOGIA

As aulas terão a participação ativa do aluno na construção do conhecimento e serão adotados as seguintes metodologias:

Aulas teóricas e expositivas com utilização de recursos audiovisuais e questionamentos, discussão e debates;

Aulas práticas sobre os conteúdos ministrados na teoria;

A leitura, interpretação e elaboração de textos serão trabalhados em sala de aula como temas transversais;

As aulas transcorrerão de maneira interativa com os alunos em que ambos são agentes ativos do processo de ensino-aprendizagem;

A exposição do conteúdo ocorrerá por meio de atividades que facilitem e estimulem a aprendizagem. Buscar-se-á interação constante com os alunos;

As atividades relacionadas ao Trabalho Discente Efetivo (TDE) totalizará 20h e poderá constar com exercícios de fixação, pesquisa bibliográfica, desenvolvimento de atividades práticas, elaboração de relatórios, visitas técnicas entre outros.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico. O processo de avaliação será de forma progressiva e cumulativa do conhecimento, mediante verificações parciais ao longo do período letivo sob a forma de provas, exercícios, trabalhos acadêmicos, arguições, seminários e/ou relatos de atividades práticas.

O processo de avaliação ocorrerá da seguinte maneira:

No mínimo duas avaliações que versará com questões objetivas e ou discursivas com peso 8,0 e Trabalhos Discente Efetivo (TDE) peso 2,0.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

ATKINS, P. W; PAULA, Julio de. Físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 2014.

ATKINS, P. W; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2013.

MOORE, W.J. Físico-química. São Paulo: Edgard Blücher, 1991.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

CHAGAS, Aécio Pereira. Termodinâmica química: fundamentos, métodos e aplicações. Campinas: Unicamp, 1999.

FELTRE, Ricardo. Química. São Paulo: Moderna, 1994.

GREGÓRIO, F.J. Físico-química: uma proposta de ensino. São Paulo: FTD, 1993.

PILLA, L. Físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 1980.

BORGNAKKE, C; SONNTAG, Richard E. Fundamentos da termodinâmica. São Paulo: Edgard Blücher, 2010.