Instrumentação e Técnicas Analíticas

Conhecimentos de Base Recomendados

Física II, Química Analítica, Estatística Aplicada (mesmo ano e semestre).

Métodos de Ensino

São apresentados conceitos para compreender os princípios subjacentes aos sistemas de aquisição de dados, e da funcionalidades da instrumentação, e exemplos práticos de equipamento digital e de instrumentação existente em instalações à escala piloto do departamento. Será pedido aos alunos a realização de uma tarefa que consiste em selecionar a instrumentação para medir variáveis de um processo ou a técnica analítica usada para a caracterização química de um material. Aulas de demonstração laboratorial para compreensão das diferentes metodologias no tratamento de amostras em química analítica.

Resultados de Aprendizagem

Compreensão de princípios de gerais de sistemas de aquisição de dados e processamento de sinal. Instrumentação, sensores inferenciais e sistemas de aquisição de dados para a monitorização e controlo de processos.

Utilização de diferentes técnicas de análise química, modo de funcionamento de equipamentos, técnicas de preparação de amostras e tratamento de resultados.

Desenvolver capacidades de seleção das técnicas mais adequadas para a caracterização de diversos materiais/soluções.

Competências a desenvolver: domínio do conhecimento teórico (perceber, acompanhar e relacionar o conhecimento da matéria); capacidade de adquirir conhecimento autonomamente; capacidade de integrar conhecimentos; capacidade crítica; aplicar na prática os conhecimentos teóricos; preocupação com a qualidade; capacidade de comunicar oralmente as suas conclusões; organização e planificação; investigação.

Estágio(s)

Não

Programa

I. Introdução à medição: características estáticas e dinâmicas. Termómetros bimetálicos. Termopares e termómetros de resistência. Medidores de pressão e nível. Caudalímetros. Outros: pH, condutividade, viscosidade, composição. Válvulas de controlo.

Estruturas de ligação em sistemas de controlo por controlador. Conversão de sinais A/D e D/A. Linhas digitais de entrada-saída. Isolamento elétrico. Instrumentação virtual com LabView.

II. Sensibilidade; limites de deteção; quantificação em métodos analíticos. Calibração. Métodos instrumentais de análise química: absorção e emissão por moléculas no ultravioleta-visível (Uv-Vis), Infravermelho (NIR, FTIR), absorção atómica de chama e em forno de grafite, espectrometria de massa (MS), fluorescência atómica, Raios-X, ressonância magnética nuclear (RMN). Análise Elementar.

Métodos cromatográficos. Cromatograma. Equipamento, colunas cromatográficas e detectores. GC; HPLC, cromatografia iónica; Técnicas compostas: GC-MS; GC-FTIR; HPLC-MS.

Docente(s) responsável(eis)

Lino de Oliveira Santos

Métodos de Avaliação

Avaliação
Mini Testes: 20.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Exame: 60.0%

Bibliografia

Seborg, D.E.; Edgar, T.F.; Mellichamp, D.A., Process Dynamics and Control. 3rd ed, Wiley, 2004

Shinskey, F.G., Process Control System. 2nd ed, McGraw-Hill, 1979

Stephanopoulos, G., Chemical Process Control: An Introduction to Theory and Practice. Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, 1984

Jones, E.B., Instrument Technology – Measurements of pressure, level, flow and temperature. Mewnes-Butterworths, London, 1974

Wightman, E.J., Instrumentation in Process Control. Butterworths, London, 1972

Harris, D.C., Quantitative chemical analysis. 6th ed., Freeman, New York, 2003

Skoog, D.A.; West, D.M.; Holler, F.J.,  Fundamentals of analytical chemistry, 7th ed., Thomson Learning, 1996

Skoog, D.A.; Holler, F.J.; Nieman, T.A., Principles of instrumental analysis. 5th ed., Harcourt Brace, 1998

Schwedt, G., The Essential Guide to Analytical Chemistry, Wiley, Chichester, 1997

Kellner, R.; Mermet, J.C.; Otto, M; Valcarcel, M.; Widmer, H. M., Analytical Chemistry. 2nd ed, Wiley-VCH, Weinheim, 2004.