UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

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1 UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE PLANO DE ENSINO Código Unidade 040 CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE Curso Etapa Sem. / Ano Farmácia 2ª 2º / 2012 Cód. Discipl. Nome da Disciplina Físico-Química Horas/Aula Semanais Teoria Prática Grupos DRT Professor (es) Êneas Furtado de Araujo Ementa: A disciplina visa apresentar um escopo da Físico-Química como ciência, sua importância no estudo cinético e termodinâmico da matéria em seus estados de agregação gasoso, líquido e sólido, estudar a termodinâmica, em particular as propriedades termodinâmicas de substâncias puras e a termodinâmica de sistemas reacionais, analisando-se o equilíbrio e a espontaneidade das reações químicas, estudar a cinética química, em particular as propriedades cinéticas de reações químicas e a dinâmica de reações moleculares. Objetivos: 1 Apresentar o escopo da Físico-Química como ciência: sua importância no estudo termodinâmico e cinético da matéria. 2 Estudar as substâncias puras nos diversos estados de agregação da matéria, as relações físico-químicas associadas com as propriedades das fases gasosas ideal e real, bem como das fases condensadas líquida e sólida. 3 Estudar as propriedades termodinâmicas da matéria, em particular os princípios, as propriedades termodinâmicas de substâncias puras e a termoquímica, analisando-se o equilíbrio e a espontaneidade de reações químicas. 4 Estudar as propriedades cinéticas da matéria, em particular as leis da cinética química, seus principais parâmetros, o fenômeno da catálise, assim também promover uma análise da interface entre a cinética e a termodinâmica química. Método: 1 Aulas expositivas teóricas em sala de aula com utilização do quadro-negro e/ou recursos audiovisuais. 2 Exercícios de aplicação e trabalhos de pesquisa em atividades extra classe para fixação de conceitos teóricos. 3 Aulas práticas com a realização de experimentos em laboratório para melhor compreensão dos fenômenos físico-químicos.

2 Conteúdo Programático: 1 Introdução ao estudo físico-químico das substâncias puras, principais conceitos, grandezas e unidades físico-químicas de sistemas contendo substâncias puras, o Sistema Internacional de unidades, as propriedades físico-químicas intensivas e extensivas. 2 As propriedades físico-químicas da fase gasosa ideal, as leis de Boyle- Mariotte e Charles-Gay Lussac, as hipóteses de Avogadro, a formulação da equação de estado do gás ideal, as leis de Dalton das pressões parciais e de Amagat dos volumes parciais. 3 As propriedades físico-químicas da fase gasosa real, o conceito de gás real, a formulação da equação de estado de Van der Waals, as isotermas de Andrews e de Van der Waals, a curva de coexistência, o estado crítico, e o princípio da continuidade dos estados. 4 As propriedades físico-químicas das fases condensadas líquida e sólida, os coeficientes de expansão térmica e de compressibilidade, uma equação de estado para líquidos e sólidos, comparações entre os três estados de agregação da matéria. 5 As propriedades termodinâmicas de substâncias puras, a energia e suas manifestações, o conceito e princípios da termodinâmica, o zeroésimo princípio, conceitos de temperatura e calor, as escalas termométricas, o primeiro princípio, conceitos de trabalho de expansão e energia interna. 6 A formulação do primeiro princípio da termodinâmica, processos a volume e pressão constantes, as capacidades caloríficas, a entalpia das substâncias e a entalpia molar padrão, a entalpia de formação, sistemática de cálculo da variação da entalpia de reações químicas. 7 O segundo princípio da termodinâmica, o conceito de entropia e probabilidade em reações químicas, o terceiro princípio, os conceitos de entropia absoluta de uma substância e de entropia molar padrão, sistemática de cálculo da variação da entropia de reações químicas. 8 O equilíbrio de reações químicas, a energia livre de Gibbs de reação, o potencial químico, critérios de equilíbrio e espontaneidade de uma reação química em função da entropia e da energia livre de Gibbs, os fatores energéticos e entrópicos da espontaneidade. 9 As propriedades cinéticas das reações químicas, conceitos e parâmetros fundamentais de cinética química, velocidades de reação instantânea e média, a constante de velocidade, a constante de equilíbrio de uma reação química, a interface entre a termodinâmica e a cinética química. 10 As leis da cinética química, a molecularidade e a ordem de reação, reações elementares e mecanismos de reações químicas, a etapa determinante, reações químicas de ordem zero, de primeira e segunda ordem, reações químicas com leis cinéticas complexas. 11 As teorias cinéticas das reações químicas, a teoria das colisões, o estado de transição, a energia de ativação, a dependência da velocidade de reação com a temperatura, aspectos energéticos e probabilísticos envolvendo a dinâmica de reações moleculares.

3 12 As estabilidades cinética e termodinâmica de substâncias químicas, os fenômenos catalíticos, aspectos termodinâmicos e cinéticos da catálise, as reações catalíticas homogêneas e heterogêneas, a cinética enzimática e a equação de Michaelis- Menten. Critérios de Avaliação: A média Final de Promoção (MFP) será definida a partir da seguinte fórmula: MF= [(AIx5) + (PAFx5)] / 10 Onde: MF 6,0 e 75% de freqüência (aluno aprovado) MF < 6,0 (aluno reprovado) Sendo: AI: média das avaliações intermediárias; PAF: prova de avaliação final escrita; e MF: média final. Detalhamento das avaliações intermediárias: no decorrer do período letivo serão aplicadas duas avaliações escritas (P 1 e P 2 ), assim como será elaborado um trabalho por parte dos alunos como decorrência dos relatórios das aulas práticas (T), de forma que a Avaliação Intermediária (AI) do aluno será calculada a partir da média aritmética dessas avaliações, conforme a expressão: AI P 1 P2 T 3 Bibliografia Básica: 1 NETZ, P. A. e ORTEGA, G. G.; Fundamentos de físico-química uma abordagem conceitual para as ciências farmacêuticas, Porto Alegre, Artmed Editora, FLORENCE, A. T. e ATTWOOD, C.; Princípios físico-químicos em farmácia, São Paulo, EDUSP Editora da Universidade de São Paulo, CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química, 1ª ed., Rio de Janeiro, LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, Bibliografia Complementar: 1 ATKINS, P. W., Físico-química, 7ª ed., 3 vol., Rio de Janeiro, LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, RANGEL, R. N., Práticas de Físico-Química, 2ª ed., São Paulo, Editora Edgard Blücher, 1997.

4 Cronograma (Disciplina Teórico-Prática): Semana Conteúdo/Estratégia TEORIA PRÁTICA 1ª Apresentação dos objetivos da disciplina: estudo Apresentação dos objetivos dos estados de agregação da matéria, suas das aulas laboratoriais, propriedades termodinâmicas e cinéticas. normas de segurança em laboratórios químicos e critérios de avaliação das aulas práticas. 2ª Introdução ao estudo físico-químico das Prática nº 1 Determinação substâncias puras, principais conceitos, da densidade de gases. grandezas e unidades físico-químicas de sistemas contendo substâncias puras, o Sistema Internacional de unidades, as propriedades físico-químicas intensivas e extensivas. 3ª As propriedades físico-químicas da fase gasosa ideal, as leis de Boyle-Mariotte e Charles-Gay Lussac. As hipóteses de Avogadro, a formulação da equação de estado do gás ideal, as leis de Dalton das pressões parciais e de Amagat dos volumes parciais. 4ª As propriedades físico-químicas da fase gasosa real, o conceito de gás real, a formulação da equação de estado de Van der Waals, as isotermas de Andrews e de Van der Waals, a curva de coexistência, o estado crítico, e o princípio da continuidade dos estados. 5ª As propriedades físico-químicas das fases condensadas líquida e sólida, os coeficientes de expansão térmica e de compressibilidade, uma equação de estado para líquidos e sólidos, comparações entre os três estados de agregação da matéria. 6ª preparação à Primeira Avaliação (P1). Prática nº 2 Determinação da densidade de líquidos e de sólidos. Prática nº 3 Determinação do coeficiente de tensão superficial de líquidos. práticas nº 1, 2 e 3. preparação à Primeira Avaliação (P1). 7ª Primeira Avaliação (P1) Prática nº 4 Determinação do coeficiente de viscosidade de líquidos (1ª Parte) 8ª As propriedades termodinâmicas de substâncias puras, a energia e suas manifestações, o conceito e princípios da termodinâmica, o zeroésimo princípio, conceitos de temperatura e calor, as escalas termométricas, o primeiro princípio, conceitos de trabalho de expansão e energia interna. 9ª A formulação do primeiro princípio da termodinâmica, processos a volume e pressão constantes, as capacidades caloríficas, a entalpia das substâncias e a entalpia molar padrão, a entalpia de formação, sistemática de cálculo da variação da entalpia de reações químicas. Prática nº 4 Determinação do coeficiente de viscosidade de líquidos (2ª Parte) Prática nº 5 Determinação da entalpia de reações químicas de dissolução e de neutralização.

5 10ª O segundo princípio da termodinâmica, o conceito de entropia e probabilidade em reações químicas, o terceiro princípio, os conceitos de entropia absoluta de uma substância e de entropia molar padrão, sistemática de cálculo da variação da entropia de reações químicas. 11ª O equilíbrio de reações químicas, a energia livre de Gibbs de reação, o potencial químico, critérios de equilíbrio e espontaneidade de uma reação química em função da entropia e da energia livre de Gibbs, os fatores energéticos e entrópicos da espontaneidade. Prática nº 6 Determinação da entalpia de reações químicas de oxi-redução e de precipitação. práticas nº 4, 5 e 6. 12ª Segunda Avaliação (P2) preparação à Segunda Avaliação (P2). 13ª As propriedades cinéticas das reações químicas, Prática nº 7 Estudo do conceitos e parâmetros fundamentais de cinética equilíbrio químico. química, velocidades de reação instantânea e média, a constante de velocidade, a constante de equilíbrio de uma reação química, a interface entre a termodinâmica e a cinética química. 14ª As leis da cinética química, a molecularidade e a Prática nº 8 Estudo de ordem de reação, reações elementares e cinética química. mecanismos de reações químicas, a etapa determinante, reações químicas de ordem zero, de primeira e segunda ordem, reações químicas com leis cinéticas complexas. 15ª As teorias cinéticas das reações químicas, a teoria das colisões, o estado de transição, a energia de ativação. 16ª A dependência da velocidade de reação com a temperatura, aspectos energéticos e probabilísticos envolvendo a dinâmica de reações moleculares. 17ª As estabilidades cinética e termodinâmica de substâncias químicas, os fenômenos catalíticos, aspectos termodinâmicos e cinéticos da catálise, as reações catalíticas homogêneas e heterogêneas, a cinética enzimática e a equação de Michaelis-Menten. 18ª Prova de Avaliação Final Escrita. 19ª Vista da Prova de Avaliação Final Escrita. 20ª Encerramento das notas. práticas nº 7 e 8. preparação à Prova de Avaliação Final Escrita (PAFE). preparação à Prova de Avaliação Final Escrita (PAFE).