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

Objectivo geral:

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

Objectivos específicos:

a) Saber estimar propriedades de transporte em fluidos puros e misturas;

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

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

d) Identificar e caracterizar sistemas coloidais; compreender os factores que influenciam a estabilidade de um sistema coloidal; correlacionar as interacções moleculares com o comportamento macroscópico que conduz a coagulação ou floculação.

Desenvolver competências para compreender o comportamento de diversos produtos de uso comum que envolvem fenómenos nas interfaces.

Estágio(s)

Não

Programa

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

2-Forças intermoleculares. Modelos de potencial intermolecular

3-Energia livre de superfície. 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

4-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. Métodos experimentais de BET e de porosimetria

5-Teoria da dupla camada eléctrica. Regra de Schulze Hardy. Coagulação e floculação. Surfactantes e floculantes. Constituição, tipos e classificação. Descrição e selecção de um surfactante. Estabilização das interfaces. Colóides: estabilização e cinética de desestabilização.

Docente(s) responsável(eis)

Maria da Graça Bontempo Vaz Rasteiro

Métodos de Avaliação

Avaliação
Mini Testes: 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, 3^rd edition, New York, 1997

Georgios M. Kontogeorgis and Søren Kill, Introduction to Applied Colloid and Suface Chemistry, John Wiley & Sons, Ltd, 2016.

James B. Condon, Surface Area and Porosity determinations by physisorption, 2nd Edition, Elsevier, 2020.