2024

Moléculas e Tecnologia

Nome: Moléculas e Tecnologia
Cód.: QUI13525M
6 ECTS
Duração: 15 semanas/156 horas
Área Científica: Química

Língua(s) de lecionação: Português
Língua(s) de apoio tutorial: Português

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

Objetivos de Aprendizagem

O principal objetivo da unidade é fornecer uma visão sobre a importância das propriedades termodinâmicas das substâncias na sua capacidade de contribuir para a resolução de problemas tecnológicos. É fundamental enfatizar a relação entre a estrutura molecular das substâncias e a obtenção de propriedades desejáveis para uma dada aplicação. Pretende-se estimular nos alunos a capacidade de intuir, discernindo tendências de variação de algumas propriedades em função das variáveis de processo e das características moleculares/estruturais das substâncias que os compõem. É igualmente objetivo da unidade discutir o papel que algumas famílias de substâncias desempenham na resolução de problemas tecnológicos candentes.
O aluno deve desenvolver a capacidade de:
- prever a variação de algumas propriedades em função das condições experimentais e da natureza química das substâncias;
- reconhecer a importância do conhecimento das propriedades no desenvolvimento, inovação e competitividade.

Conteúdos Programáticos

Tecnologia molecular. Fluorocarbonetos. Transporte de oxigénio. Densidade: medida e estimativa. Compressibilidade. Solubilidade de gases em líquidos. Captura de carbono. Permeação gasosa. Anestésicos por inalação. Interação anestésico-membrana celular. Pressão de vapor: medida e estimativa. Líquidos iónicos: microestrutura: Viscosidade: medida e estimativa. Ionogéis. Cristais líquidos. Solventes eutécticos e Química Verde. Extração líquido-líquido de poluentes. Hidrogéis. Princípios de reologia. Fluidos supercríticos. Extração supercrítica, meios reacionais e micronização. Constantes críticas: medida e estimativa. Fármacos: processamento. Co-cristalização e co-solvência. Drug delivery. Destino ambiental e remoção. Difusão. Coeficiente de difusão: medida e estimativa. Refrigerantes clássicos e alternativos. Calor latente de vaporização: medida e estimativa. Refrigerantes como poluentes. Nanofluidos: exemplos, princípios e aplicações. Condutividade térmica: medida e estimativa.

Métodos de Ensino

A unidade organiza-se em aulas de natureza teórico-prática. Nestas aulas têm lugar momentos de transmissão de conhecimentos, mas também análise de dados, discussão e aplicação das metodologias de estimativa e previsão, demonstração laboratorial e resolução de problemas. Em alguns casos a análise e discussão são feitas com base em artigos científicos, podendo os alunos usar também software específico para a previsão e estimativa de propriedades.
A avaliação terá duas componentes: um exame final (com opção por provas de frequência em avaliação contínua) e um trabalho de síntese sobre um dos temas gerais abordados na disciplina, com uma apresentação oral, sendo avaliadas, para além da componente técnica, as suas competências ao nível da expressão e comunicação. O trabalho de síntese terá como ponto de partida um artigo científico sobre o tema escolhido. O peso das duas componentes de avaliação, quer em regime de avaliação contínua ou final, é 50 % cada.

Bibliografia

1. B.E. Poling, J.M. Prausnitz, J.P. O’connell, The Properties of Gases and Liquids, 5th ed., McGraw-Hill, 2001
2. J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E.G. Azevedo, Molecular Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria,3rd, PTR Prentice-Hall, 1999.
3. J. Millat, J.H. Dymond, C.A.N. Castro, Transport Properties of Fluids – Their Correlation, Prediction and Estimation, IUPAC, Cambridge University Press, 1996
4. M. J. Assael, J. P. M. Trusler, T. F. Tsolakis, Thermophysical Properties of Fluids, Imperial College Press, 1996
5. E. B. Smith, S. Daniels, Gases in Medicine, Royal Society of Chemistry, London, 1998
6. T. A. Witten, Structured Fluids, Oxford University Press, 2010
7. Artigos científicos recentes sobre os temas abordados.