Centro de Educação Superior do Oeste - CEO. CURSO: Engenharia de Alimentos ANO/SEMESTRE: 2012/1 DISCIPLINA: Química Analítica

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1 CURSO: Engenharia de Alimentos ANO/SEMESTRE: 2012/1 DISCIPLINA: Química Analítica FASE: 4 a CARGA HORÁRIA: 90 TURNO: Noturno PROFESSOR (A): Alexandre T. Paulino CRÉDITOS: 6 PLANO DE ENSINO 1 HORÁRIO DAS AULAS DIA DA SEMANA HORÁRIO Terça-Feira 17:00 22:35h 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL - Desenvolver o raciocínio químico, o método de trabalho e a capacidade de observação crítica. - Compreender a importância da química analítica na vida práticoprofissional; - Utilizar as metodologias próprias nas análises qualitativas e quantitativas, compreendendo as técnicas adotadas, interpretando e analisando criticamente os resultados. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Estabelecer uma interação íntima com os reagentes químicos de laboratório, suas características como reagentes de separação e identificação, como oxidantes, redutores e complexantes, e com a preparação e utilização de soluções dos mesmos. - Compreender e aplicar os conceitos de equilíbrio químico em meio aquoso. - Reconhecer as principais reações químicas entre íons inorgânicos. - Diferenciar os diversos cátions e ânions através de suas reações características, identificando os precipitados, gases e complexos 1

2 formados nessas reações. Utilizar os métodos e técnicas para separação e identificação dos cátions e ânions mais comuns. - Utilizar as metodologias próprias nas análises quantitativas, compreendendo as técnicas adotadas, interpretando e analisando criticamente os resultados. - Consolidar conceitos básicos de equilíbrios químicos envolvidos nos métodos gravimétricos e volumétricos de análise quantitativa abordados na disciplina. 3 EMENTA Introdução ao Equílibrio Químico; Reações Ácido Base; Reações de Precipitação; Reações de Complexação; Reações de Óxido-Redução; Análise Qualitativa dos cátions; Análise Qualitativa dos ânions. Tratamento estatístico de dados em química analítica. Análise Gravimétrica por precipitação e volatilização; Titulação Ácido Base; Titulação de Precipitação; Titulação de Complexação; Titulação de Óxido-Redução. 4 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO INTRODUÇÃO AO EQUÍLIBRIO QUÍMICO Equação geral para um equilíbrio químico. Lei de ação das massas. Princípio de Le Chatelier. Expressão para um constante de equilíbrio. REAÇOES ÁCIDO BASE: Ácidos e Bases de Bronsted-Lowry e Lewis. Par ácido-base conjugado. Autoprotólise da água e K w. Ácidos e bases fortes. ph e poh. Ácidos e bases fracas. Constante de dissociação ácida e básica. Sais de ácidos e bases fracas. Hidrólise. Soluções tampão. Ácidos polipróticos. REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO: 2

3 Formação de precipitados. Solubilidade de um precipitado. Produto de solubilidade. Efeito do íon comum. Precipitação seletiva. Efeito salino. Efeito da concentração de íon hidrogênio. Efeito da formação de complexos. Prevendo a precipitação. REAÇÕES DE COMPLEXAÇÃO: Formação de complexos. Equilíbrio de complexação. Estabilidade de complexos. Constante de formação. Efeito do ph na complexação. Complexos polinucleares. Aplicações. REAÇÕES DE OXIDAÇÃO REDUÇÃO: Fundamentos. Reações redox. Semi-reações e reação global. Agentes oxidantes e redutores. Pilhas e células galvânicas. Potencial de eletrodo e força eletromotriz de meia-cela. Potenciais padrões. Espontaneidade de reações. A equação de Nerst. - ANÁLISE QUALITATIVA DOS CÁTIONS CLASSIFICAÇÃO EM GRUPOS ANALÍTICOS: Grupo I: chumbo (II), mercúrio (I) e prata (I); Grupo II: mercúrio (II), chumbo (II), bismuto (III), cobre (II), cádmio (II), arsênio (III) e (V), antimônio (III) e (V) e estanho (II) e (V). Grupo III: ferro (II) e (III); alumínio; cromo (III) e (IV), níquel; cobalto; manganês (II) e (VII) e zinco. Grupo IV: bário, estrôncio e cálcio. Grupo V: magnésio, sódio, potássio e amônio. Reagentes e reações. Aula prática de identificação de cátions. - ANÁLISE QUALITATIVA DOS ÂNIONS: Carbonatos; cloretos; brometos, iodetos, nitratos, sulfatos e acetatos. 3

4 Tratamento estatístico de dados em química analítica Termos comuns utilizados em química analítica. Requisitos para a realização de uma análise. Escolha do método. Etapas de uma análise. Avaliação estatística dos dados. Erros indeterminados. Média, Precisão, Exatidão. Erros sistemáticos. Desvio padrão. Algarismos significativos. Análise gravimétrica: Tipos. Vantagens e desvantagens. Gravimetria por precipitação. Agentes precipitantes. Precipitados gravimétricos. Formação de precipitados. Mecanismo de formação de precipitados. Nucleação. Crescimento de partículas. Supersaturação e supersaturação relativa. Contaminação de precipitados. Lavagem de precipitados. Calcinação. Precipitação em meio homogêneo. Gravimetria por volatilização. Fator gravimétrico. Cálculos. Aula prática. Análise Volumétrica: - Princípios gerais de volumetria. - Titulação ácido/base Princípios gerais. Padronização de soluções. Curvas de titulações ácido-base (monopróticos e polipróticos). Indicadores ácido-base. Erro de titulação. Cálculos. Aulas práticas. - Titulação de Precipitação Princípios gerais. Curvas de titulação de precipitação. Método de Fajans, Mohr e Volhard. Indicadores de adsorção. Cálculos. Aula prática. - Titulação de Complexação Princípios gerais. Quelatos. Curvas de titulação complexométricas. Agentes mascarantes e soluções tampão. Titulação com EDTA. Indicadores metalocrômicos. Escolha do indicador Titulação direta. Titulação de retorno. Titulação dos íons hidrogênios liberados. Titulação por deslocamento. Cálculos. Aulas práticas. - Titulação de Óxido/redução- Princípios gerais. Curvas de titulação 4

5 redox. Detecção do ponto final. Indicadores redox. Cálculos. Aula prática. 5 METODOLOGIA DE ENSINO Para a ministração do conteúdo programático será utilizado aulas teóricas, de natureza expositiva, com a utilização de quadro negro, giz e data show. Serão realizados alguns exercícios de aplicação inerentes a todo o conteúdo ministrado, acompanhados de aulas práticas. As aulas práticas serão realizadas no laboratório de química analítica utilizando reagentes e vidrarias comuns de laboratório. 6 AVALIAÇÃO Relatórios das aulas práticas, exercícios referentes às aulas teóricas e provas teóricas. 7 BIBLIOGRAFIA - VOGEL, A.I., Química Analítica Qualitativa. 5º Edição, Mestre Jou, São Paulo, BACCAN, N., ANDRADE, J.C., GODINHO, O.E.S., BARONE, J..S., Química Analítica Quantitativa Elementar. 3.edição, Edgard Blucher, São Paulo, SKOOG, D.A., WEST, D.M., HOLLER, F.J., STANLEY, R.C., Fundamentos de Química Analítica. Tradução da 5º Edição Norte Americana, Cengage Learning, São Paulo, Professor Chefia do Departamento 5