Química-Física de Superfícies

Conhecimentos de Base Recomendados

Química Geral, Termodinâmica Química.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas será utilizada uma metodologia expositiva da matéria com a exemplificação de exercícios de aplicação dos conceitos. Nas aulas teórico-práticas os alunos terão a oportunidade de consolidar os conhecimentos adquiridos através da resolução de um conjunto de problemas fornecidos pelo docente. Os alunos terão ainda a possibilidade de assistir a demonstrações laboratoriais.

Resultados de Aprendizagem

Objetivo geral:

Aquisição de conhecimentos de química e física intrínsecos aos fenómenos que ocorram em interfaces entre sólidos, líquidos e gases.

Objetivos específicos:

Saber estimar propriedades de transporte em fluidos puros e misturas;

Saber aplicar o conceito de energia de superfície ao estudo da capilaridade, adesão/coesão e espalhamento.

Compreender e caracterizar a adsorção física em interfaces gás/sólido e líquido/sólido; analisar os mecanismos de adsorção química e sua aplicação na catálise heterogénea.

Identificar e caracterizar os diferentes tipos de sistemas coloidais; conhecer os fatores que determinam a estabilidade das dispersões coloidais e saber correlacionar as interações moleculares com o comportamento macroscópico relacionados com os fenómenos de floculação/coagulação.

Desenvolver competências no domínio do conhecimento teórico e na compreensão do comportamento de diferentes produtos e materiais usados no quotidiano que envolvam fenómenos interfaciais.

Estágio(s)

Não

Programa

1 - Estimativa de propriedades de transporte em gases, misturas gasosas, líquidos puros e misturas líquidas.

2 - Energia livre de superfície. Diagrama de Lennard-Jones. Tensão superficial e ângulo de contacto. Equações de Laplace, Kelvin e Young-Laplace. Capilaridade. Adesão, coesão e espalhamento. Métodos experimentais para determinar a tensão superficial.

3 - Adsorção física de gases em sólidos. Isotérmica de BET. Porosidade em sólidos meso- e macroporosos. Curvas t e alfa-s. Adsorção na interface líquido/sólido. Equação de Gibbs. Filmes de Langmuir-Blodgett. Isotérmicas bidimensionais. Adsorção química: mecanismo de Langmuir-Hinshelwood.

4 - Teoria da dupla camada elétrica. Regra de Schulze Hardy. Coagulação e floculação. Surfatantes e floculantes. Constituição, tipos e classificação. Descrição e seleção de um surfatante. Estabilização das interfaces. Colóides: estabilização e cinética de desestabilização. Parâmetro de estabilidade. Concentração crítica de coagulação.

Docente(s) responsável(eis)

Maria da Graça Bontempo Vaz Rasteiro

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de síntese: 30.0%
Exame: 70.0%

Bibliografia

- But, Hans-Jurgen;  Kappl, M. Surface and Interfacial Forces. 1th ed, Wiley-VCH, Darmstadt, 2010

- Morrison, I.D.;  Ross, S. Colloidal Dispersions-Suspensions, Emulsions and Foams. 1th ed, Willey., New York, 2002

- Myers, D. Surfaces, Interfaces, and Colloids – Principles and Applications. 2dn ed, Wiley, New York, 1999

- Adamson, A. W. Physical Chemistry of Surfaces. 6th ed, Wiley, New York, 1997

- Stokes, R.J., Evans, D.F., Fundamentals of Interfacial Engineering.  Advances in Interfacial Engineering Series, Wiley,  New York, 1996

- Hiemenz, P.C.  Colloid and Surface Chemistry. Marcel Dekker, New York, 1986

- Gregg, S.J.; Sing, K.S.W. Adsorption Surface Area and Porosity. 1th ed, Academic Press Inc., London, 1969