Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

Pretende-se que os estudantes adquiram competências na área da eletroquímica industrial relativas à produção de diversos produtos químicos e tratamento de efluentes perigosos, recorrendo a várias ferramentas e técnicas eletroquímicas. Pretende-se ainda que os estudantes desenvolvam conhecimentos que permitam a atualização e o progresso nas áreas de aplicação da eletroquímica industrial.

Métodos de Ensino

Esta UC compreende uma componente teórica e outra teórica-prática. A componente teórica é lecionada em modo expositivo, através de apresentações com suporte informático de aplicaões como o PowerPoint. Será aplicado uma pseudo-etofologia de classe invertida em que  grupos de estudantes iram expor as temáticas da unidade curricular durante o contexto de sala de aula, aos outros esrudantes, seguido de uma discussão conteudo exposto pelos os estudantes e possiveis correções a esses conetudos. 

Estágio(s)

Não

Programa

1. Eletroquímica Industrial: Conceitos gerais, o custo do processo eletrolítico, principais pârametros de uma eletrólise, princípios de design da célula, dados laboratoriais e scale-up.


2. A indústria de cloro e hidróxidos de metais alcalinos.


3. A extração, refinação e produção de metais: eletroextração, cementação, eletrorefinação, etc.


4. Processos eletrolíticos inorgânicos: flúor, clorato de sódio e bromato de sódio, peróxidos e seus sais, o permanganato de potássio, etc.


5. Eletrossíntese orgânica: processos de eletro-hidrodimerização e eletrossíntese indireta.


6. Purificação de água, tratamento de efluentes e reciclagem de efluentes industriais: remoção e recuperação de metais iónicos, eletrodiálise, tratamento de soluções de conteúdo de cromo, método eletrolítico de separação de fases, FDG, etc.


7. Acabamento metálico e processamento de metais e materiais.


8. Sensores eletroquímicos e técnicas de monitorização.

Demonstração de conteúdos

O conteúdo desta UC visa aprofundar alguns dos conceitos introduzidos na licenciatura em Engenharia Química, nomeadamente na área da eletroquímica e corrosão. Processos industriais tendo como base a eletroquímica serão lecionados, demostrando aos estudantes a aplicação prática e industrial desta área. Os conteúdos são abordados numa dinâmica baseada na exposição de matéria e na resolução de exercícios com exemplos do laboratório e indústria. Esta unidade curricular inicia-se com a lecionação de conceitos introdutórios da indústria eletroquímica, seguida da apresentação das indústrias de cloro e hidróxidos de metais alcalinos. Posteriormente são abordados os processos de extração, refinação e produção de metais e exemplos de processos eletrolíticos inorgânicos. A UC aborda ainda os processos electro-hidrodimerização e eletrossíntese indireta em eletrossíntese orgânica. De forma a motivar os estudantes exemplificam-se ainda processos que recorrem aos conteúdos teóricos lecionados em capítulos anteriores.

Demonstração da metodologia

Esta UC pretende-se que os estudantes adquiram conhecimento acerca dos processos industriais que recorrem à eletroquímica de modo a terem uma visão crítica e saibam escolher o melhor método de processamento.
Será feita uma exposição exaustiva dos conteúdos intercalada com a resolução de exercícios com o apoio do docente, permitindo aos estudantes uma melhor consolidação dos conhecimentos. Para além disso, a proposta de um mini-projecto na área das indústrias químicas permitirá aos alunos perceber como integrar os conhecimentos numa situação da vida real.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

Derek Pletcher, Frank C. Walsh; Industrial Electrochemistry, Chapman & Hall Publishers, 2nd edition, 1990
Alan C. West; Electrochemistry and Electrochemical Engineering: An Introduction, Createspace, 2012
D.D. Macdonald, P. Schmuki ; Electrochemical Engineering (Encyclopaedia of Electrochemistry, A.J. Bard and M. Stratmann (Series Ed.), Wiley-VCH, Weinheim, Vol. 5, 2007
Allen J. Bard, Larry R. Faulkner; Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, JOHN WILEY & SONS, INC., New York, 2001