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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA Av. João Naves de Ávila, 2121, Bloco 5I - Bairro Santa Mônica, Uberlândia-MG, CEP 38400-902 |
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Plano de Ensino
IDENTIFICAÇÃO
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Componente Curricular: |
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Unidade Ofertante: |
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Carga Horária: |
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Professor(A): |
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Observações: |
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EMENTA
Definições e fundamentação teórica dos conceitos de condutividade; potenciais de eletrodo; interfaces e fronteiras; métodos eletroquímicos para o estudo de interfaces eletrodo/solução; modelos de dupla camada elétrica, equações de Nernst, de Randles-Sevcik e de Ilkovik, Termodinâmica de Processos de Eletrodo; cinética da transferência de carga em interfaces eletroquímicas; equação de Butler-Volmer, equação de Tafel; polarização por transporte de massa, queda ôhmica e ativação; conceitos de cinética eletroquímica, metodologia instrumental, fundamentação teórica e aplicação das técnicas eletroquímicas, com ênfase em sistemas tecnológicos que se baseiam em processos eletroquímicos, eletrocatalíticos; bioeletrocatálise e de prevenção à corrosão.
JUSTIFICATIVA
Reações químicas podem ser utilizadas para a produção de energia elétrica e vice-versa, energia elétrica pode ser utilizada para a realização de reações químicas não espontâneas. Neste aspecto, é de fundamental importância o conhecimento de pilhas e eletrodos, de aplicar o equilíbrio eletroquímico buscando relacionar o potencial E com parâmetros termodinâmicos (DG, DH e DS). As propriedades das soluções eletrolíticas tais como condutividade, difusão e fenômenos de transporte auxiliam na compreensão dos fenômenos eletroquímicos. Finalmente, o estudo das velocidades das reações que ocorrem nos eletrodos ajudam entender a direção da reação espontânea e sua relação com o consumo de energia.
OBJETIVO
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Objetivo Geral: |
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Ao final da disciplina o aluno será capaz de: Aprender princípios básicos de eletroquímica; Diferenciar reações químicas espontâneas das não espontâneas através da comparação entre pilhas e eletrólise; Distinguir fenômenos cinéticos e termodinâmicos de reações com transferência de elétrons; visualizar reações que ocorrem em interfaces; resolver problemas considerando desvios da idealidade e entender técnicas eletroquímicas com aplicações analíticas.
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Objetivos Específicos: |
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Aprimoramento dos conceitos de eletroquímica, fundamentação teórica das principais técnicas eletroquímicas e suas aplicações em análises e caracterizações eletroquímicas, com ênfase em aplicações de sistemas tecnológicos que se baseiam em processos eletroquímicos, eletrocatalíticos; bioeletrocatálise e de prevenção à corrosão. |
PROGRAMA
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Programa detalhado: 1. Revisão dos conceitos de Eletroquímica: 1.1 Eletrodos e Células Eletrolíticas 1.2. Equação de Nernst 1.3 Potencial de equilíbrio do eletrodo (E) e densidade de corrente de troca (io) 1.4 Definição e medidas do potencial de redução de um eletrodo 1.5 Polarização e Sobretensão 1.6 Leis de Faraday e Balanço de Massa e Carga 1.7 Tipos de Eletrodos (Meias-Células) 1.8 Grandezas Termodinâmicas: Relação entre Potencial e Energia Livre; Relação entre Potencial, Atividade e Produto de Solubilidade
2. Cinética de Eletrodos 2.1 Introdução 2.2 Modelos de Dupla Camada Eletroquímica 2.3 Energias de Ativação de Reações de Transferência de Carga 2.4 Tipos de polarização: Polarização de Concentração; Polarização ôhmica e Polarização de Ativação 2.5. Equação de Butler-Volmer 2.6. Equação de Tafel
3. Corrosão 3.1. Tipos de corrosão: Corrosão por Pites; Corrosão por Frestas e corrosão sob solicitação mecânica (corrosão por atrito ou desgaste ou fragilização por hidrogênio) 3.2. Tipos de ligas de metais válvula e passividade 3.3. Filmes de Inibidores à corrosão: Definição e classificação 3.4. Curvas de Polarização Potenciodinâmica: usada para a determinação dos valores de potencial de corrosão, densidade de corrente de corrosão e taxa de corrosão em aços presentes em meios agressivos tais como: solução salina (3,5% NaCl) ou ácida. Essa técnica é bastante aplicada para avaliação da eficácia e identificação da região de atuação do filme de inibidor (anódica ou catódica ou mista) em aços de baixo carbono em diferentes eletrólitos.
4. Medidas Eletroquímicas 4.1 Tipos de Medidas Eletroquímicas 4.2 Medida do Potencial de um Eletrodo 4.3.Medidas Galvanostáticas e Potenciostáticas (cronoamperometria e cronopotenciometria) 4.4 Varredura de Potencial e Corrente: voltametria cíclica e amperometria. 4.5. Medidas de Pulsos de potencial: Polarografia de Pulso normal, Pulso Diferencial e de Onda Quadrada; Espectrometria de Impedância Eletroquímica 4.6. Medida Transiente com corrente alternada: Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) 4.7. Interpretação e ajuste dos dados experimentais de EIE aos circuitos elétricos. |
METODOLOGIA
-Aulas teóricas presenciais:
Exposição no quadro negro; projeções de transparências e slides. Aplicação, dedução de equações e resolução de listas de exercícios.
Nas duas primeiras semanas de aulas serão revisados conceitos fundamentais de eletroquímica.
- Atividades Assíncronas:
A carga horária assíncrona consistirá em leitura de artigos e estudo de conteúdos relacionados à disciplina, incluindo materiais enviados pela professora, bem como da resolução e entrega de lista de exercícios.
- Atendimento aos alunos:
Será definido, em comum acordo com os alunos, um horário por semana de atendimento para solucionar dúvidas referentes aos diversos assuntos da disciplina e da resolução dos exercícios.
AVALIAÇÃO
- 02 provas (1ª e 2ª ) com conteúdos parciais no valor de 30 pontos cada Serão provas dissertativas, individuais e sem consulta abordando o conteúdo apresentado e discutido em sala de aula.
- 2 listas de exercícios no valor de 10 pontos cada uma, totalizando os 20 pontos.
- 1 seminário à respeito de um artigo científico que contenha um assunto semelhante à linha de pesquisa do discente e dados de técnicas eletroquímicas abordadas nas aulas, valendo 20 pontos.
- Datas das Provas: 07/10/2022 e 02/12/2022.
- Datas de Seminários: 09/12/2022 e 16/12/2022.
BIBLIOGRAFIA
Básica
1. A. M. Oliveira Brett e C. M. A. Brett. “Electroquímica: Princípios, Métodos e Aplicações”. Editora Almedina, 1a edição,2017.
2. E. A. Ticianelli e E. R. Gonzalez. "Eletroquímica". Editora EDUSP, 2a edição, 2013.
3. K.B. Oldham e J.C. Myland. “Fundamentals of Electrochemical Science”. Academic Press, 1994.
4. A.J. Bard e L.R. Faulkner. “Electrochemical Methods”. John Wiley and Sons, 1980.
5. J. Ross-Macdonald "Impedance Espectroscopy". Wiley & Sons, New York,1987.
Complementar
1. P.A. Robinson e R.H. Stockes. “Electrolyte Solutions”. Butterworths,1959.
2. J.O.’M. Bockvis e A.K.N. Reddy. “Modern Electrochemistry”, Vol.I. Plenum Press, 1978.
3. K.J. Vetter. “Electrochemical Kinetcs. Theoretical and Experimental Aspects”. Academic Press, 1967.
4. K.B. Oldham e J.C. Myland. “Fundamentals of Electrochemical Science”. AcademicPress, 1994.
5. C. M. A. Brett e A. M. Oliveira-Brett. Electrochemistry, Principles, methods and applications"., Oxford University Press (1993).
6. D Digby.-Macdonald "Transient Techniques in Electrochemistry". Plenum Press, NewYork, 1981.
7. D. Digby.-Macdonald & Michel C.H.-Mckubre "Impedance Measurements in Electrochemical Systems".IN:Modern Aspects of Electrochemistry (J.O'M.Bockris, B.E. Conway and R.E. White) Vol.15, Plenum Press, New York, 1982.
APROVAÇÃO
Aprovado em reunião do Colegiado realizada em 22/06/2022
Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Química.
 | Documento assinado eletronicamente por Fabio Augusto do Amaral, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/06/2022, às 15:31, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
| | Documento assinado eletronicamente por Sheila Cristina Canobre, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/06/2022, às 15:45, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
| | Documento assinado eletronicamente por Elaine Kikuti, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/06/2022, às 16:35, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
| | Documento assinado eletronicamente por Jefferson Luis Ferrari, Presidente, em 06/07/2022, às 14:04, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015. |
 | A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 3720861 e o código CRC 0260774D. |
| Referência: Processo nº 23117.038127/2022-11 | SEI nº 3720861 |
