As técnicas eletroanalíticas são a base de uma elevada percentagem de análises químicas comuns. São procedimentos fáceis, rápidos, com adequada sensibilidade, que permitem efetuar determinações num intervalo alargado de concentrações e que assentam em medições de potenciais ou de condutância elétrica de uma solução. Nesta UC os alunos adquirem conhecimentos em potenciometria e da condutimetria que são essenciais à prática laboratorial. As competências a desenvolver envolvem os aspetos inerentes à análise quantitativa e os principais objetivos a atingir são:
O1. Identificar o âmbito e a aplicação das técnicas eletroanalíticas
O2. Compreender os princípios da análise, conhecer a instrumentação e os pressupostos de operação
O3. Adquirir as bases teóricas inerentes ao tratamento e avaliação estatística dos dados experimentais
O4. Desenvolver competências laboratoriais para executar uma análise e interpretar os resultados obtidos
Conteúdos Programáticos:
1.Introdução aos métodos eletroanalíticos
2.Fundamentos da potenciometria
2.1.Aspetos gerais das medições potenciométricas
2.2.Elétrodos sensíveis a iões (ESI)
2.2.1.Características e mecanismo de funcionamento
2.2.2.Equação de Nernst modificada
2.2.3.Classificação e principais características
2.2.4.Conceitos e terminologias: LPD; LIRL; sensibilidade
2.2.5.Uso em procedimentos analíticos: potenciometria direta; método das adições de padrão; titulações potenciométricas
3.Condutimetria
3.1. Referência a algumas grandezas elétricas
3.2.Grandezas elétricas aplicadas às soluções de eletrólitos
3.2.1.Fatores que afetam a condutância de uma solução de eletrólitos: temperatura, constante da célula, mobilidade dos iões, concentração dos iões
3.2.2.Possibilidade de quantificação
3.3.Dispositivos para determinações condutimétricas
3.4.Titulações condutimétricas
3.4.1.Forma das curvas e sua correlação com a natureza e concentração das espécies
3.4.2.Correção do efeito de diluição
Demonstração da Coerência dos Conteúdos Programáticos com os Objectivos da Unidade Curricular:
Os conteúdos programáticos (CP) da Unidade Curricular de técnicas eletroanalíticas proporcionam aos estudantes a aquisição de competências científicas, técnicas e interpessoais que permitem desenvolver a sua futura atividade profissional laboratorial nesta área de atuação. O CP1 foi delineado para atingir o objetivo O1. Os CP2 e CP3 visam atingir os objetivos O2, O3 e O4.
Metodologias de Ensino (Avaliação Incluída):
M1: Exposição e debate dos conceitos teóricos relevantes em sala de aula. O material didático será disponibilizado na plataforma.
M2: Orientação do estudo autónomo dos alunos na componente prática. Nas aulas teórico-práticas os alunos serão chamados a resolver uma série de questões de resposta objetiva e problemas numéricos.
M3: Participação ativa do aluno no processo de ensino-aprendizagem através da execução de um conjunto de trabalhos laboratoriais.
Avaliação: a aquisição de conhecimentos da componente teórico-prática tem um coeficiente de ponderação de 35% na nota final da disciplina e é validada através da realização de duas provas escritas: 70% (1ª prova) e 30% (2ª prova). A avaliação à componente prática (com um coeficiente de ponderação de 65% na nota final da disciplina) será baseada no desempenho laboratorial e nas fichas de trabalhos entregues (60%) e em 2 provas escritas: 24% (1ª) e 16% (2ª). A classificação final só é atribuída se as 2 componentes estiverem aprovadas.
Demonstração da Coerência das Metodologias de Ensino com os Objectivos de Aprendizagem da Unidade Curricular:
A constante interação entre o docente e o aluno nas aulas permitirá a adequação do aluno aos objetivos propostos. Nas aulas teórico-práticas são expostos os princípios gerais inerentes à análise eletroanalítica que vão desde a preparação e manipulação de soluções até às operações fundamentais para a execução de um procedimento analítico. Estudam-se os diferentes tipos de métodos de quantificação, suas características, vantagens e desvantagens. Nas aulas laboratoriais o estudante irá consolidar os temas abordados na componente teórico-prática e familiarizar-se com a prática da análise espetrofotométrica executando uma série de trabalhos laboratoriais. As metodologias (M) definidas articulam-se com os objetivos (O) propostos: M1: Exposição e debate dos conceitos teórico-prático relevantes em sala de aula – Visa atingir O1-O4. M2: Orientação do estudo autónomo dos alunos na componente práticas – Visa atingir O2-4. M3: Participação ativa do aluno no processo de ensino-aprendizagem através da execução de um conjunto de trabalhos laboratoriais – Visa atingir O3-4.
Bibliografia:
Harris, D. C. e Lucy C. A. Quantitative Chemical Analysis, 10ª ed., W. H. Freeman, 2019. ISBN: 978-1319164300.
Christian, G. D., Dasgupta, P. K. e Schug, A. Analytical Chemistry, 7ª ed, Wiley, 2013. ISBN: 978-0470887578.
Skoog D. A., West D. M., Holler, F. J. e Crouch S. R. Fundamentals of Analytical Chemistry, 9ª ed, Cengage Learning, 2013. ISBN: 978-0495558286.
Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J. e Crouch, S. R. Fundamentos de Química Analítica, Tradução da 9ª ed. norte-americana, Cengage Learning, 2014. ISBN: 978-8522116607.