Disciplina detalhes

Conhecimentos de Base Recomendados

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Objetivos

Entender os fundamentos básicos da química moderna de forma a relacioná-los com as propriedades fundamentais dos elementos e os tipos de ligações e compostos que podem formar. Compreender os conceitos de acidez e pH de forma a entender a sua influência sobre os processos de degradação de materiais. Aplicar as leis da termodinâmica ao fenómeno químico. Entender as propriedades dos materiais como inerentes ao grupo de compostos a que pertencem e resultantes da sua estrutura química, nomeadamente, no que se refere aos cimentos e aços. Reconhecer os processos de degradação dos materiais, nomeadamente os processos corrosivos.

Métodos de Ensino

Nas aulas teóricas os conceitos fundamentais serão lecionados por exposição, utilizando meios audiovisuais, alguns problemas ilustrativos desses conceitos serão resolvidos. Nas aulas teóricas/práticas os estudantes resolverão individualmente, em sala de aula, exercícios propostos pelo docente, sendo estes posteriormente resolvidos no quadro.

Estágio(s)

Não

Programa

Estrutura atómica - A estrutura eletrónica dos átomos. Tabela periódica.

Ligação química - Ligações iónica, covalente e metálica. Macromoléculas.

Ligações intermoleculares Soluções - Introdução. A dissolução. Diagrama de fase. Efeito da temperatura e da pressão na solubilidade.

Equilíbrio químico - Constante de equilíbrio. Fatores que afetam o equilíbrio.

Reação ácido-base e pH - Definições. Pares ácido-base conjugados. Constantes de acidez e basicidade. Ácidos polipróticos. Os Sais. pH e indicadores. Os ácidos na natureza.

Termoquímica - A 1ª Lei. A entalpia e entropia. A 2ª Lei. A Energia de Gibbs. A 3ª lei. Materiais - Materiais poliméricos e cerâmicos.

Materiais compósitos - Composição química do cimento. Ataque Químico. Propriedades dos componentes do cimento e sua influência nas propriedades dos cimentos.

Materiais Ferrosos - Aços-carbono. Aços Patináveis. Inox

Corrosão - Introdução. Passivação metálica. Diagrama de Pourbaix. Pilhas de corrosão. Tipos de corrosão.

Demonstração de conteúdos

Nesta UC objetiva-se que os alunos adquiram conhecimento básicos de química, sendo estes conteúdos essenciais para a compreensão da química do cimento e a degradação dos materiais. Nos primeiros 5 capítulos são lecionados conceitos básicos. Inicia-se com o estudo dos átomos, prosseguindo com o estudo das ligações químicas e interações moleculares, de seguida lecionam-se conceitos sobre misturas homogéneas e por fim estuda-se o equilíbrio químico. Nos 4 capítulos seguintes os conceitos básicos serão aplicados ao estudo de temáticas importantes para a Eng. Civil. No 6º capítulo são dados os conceitos de reação ácido-base, essenciais ao estudo do cimento e betão. Já no 7º capítulo referem-se os conceitos de termodinâmica aplicados à química, enquanto no 8º capítulo são lecionadas características e propriedades de materiais tendo por base a natureza química destes, em especial no que se refere ao cimento e metais ferrosos. No 9º capítulo são dados conceitos básicos de corrosão.

Demonstração da metodologia

Nesta unidade curricular objetiva-se que os alunos adquiram conhecimento básicos de química, sendo estes conteúdos essenciais para a compreensão da química do cimento e a degradação dos materiais (cimento e metais). Estes conteúdos básicos para serem apreendidos com rigor pelos alunos, deverão ser lecionados de forma sólida e consistente, necessitando para o efeito que os conceitos básicos sejam explanados convenientemente. Consequentemente é necessário que estes conteúdos sejam lecionados por exposição em aulas teóricas. Para que os conhecimentos sejam consolidados é necessário que um número apreciável de resoluções de problemas aplicados seja realizado pelo docente e individualmente pelos alunos, sendo esta a razão para que um número significativo de aulas de natureza prática seja concretizado.

Docente(s) responsável(eis)

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Métodos de Avaliação

Bibliografia

CHANG, Raymond, McGraw-Hill, 8ª Edição, 2005

Química: Princípios e Aplicações, REGER, Daniele, GOODE, Scott e MERCER, Edward, Fundação Calouste Gulbenkian, 5ª Edição, 1997

Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais, SMITH, William F., OXFORD UNIVERSITY PRESS, McGraw- Hill, 3ª Edição, 2003

Princípios de Química, ATKINS, Peter e JONES, Loretta, Bookman, 3ª Edição, 1999

Physical Chemistry, ATKINS, P. W. e Paula, J., Oxford University Press, 9ª Edição, 2010

Properties of Concrete, NEVILLE, Prentice Hall, 4ª Edição, 2000

Concrete and Its Chemical Behaviour, EGLINTONN, M. S., Thomas Telford Ltd., 1987

Mechanisms of Chemical Degradation of Cement-based Systems, SCRIVENERK, K. L. e YOUNG, J. F., Spon Press, 1997