Termodinâmica Química
Código: EQM031
Créditos: 05
Introdução
A disciplina tem como objetivo a tornar o aluno capaz de descrever, de forma qualitativa e quantitativa, sistemas termodinâmicos de multicomponentes; visando a determinação das condições de equilíbrio das reações químicas e da transferência de espécies químicas entre fases diferentes.
Constituindo-se em como um dos tripés da área de fundamentos de Engenharia Química, além de seu valor científico, os tópicos desenvolvidos na disciplina são de grande importância para os estudos das transformações de equilíbrio de interesse na Engenharia Química.
Conteúdo Programático e Cronograma
Unidade I - Propriedades Termodinâmicas de Substâncias Puras e de Soluções.
- I.1 - Relações termodinâmicas
- I.2 - Avaliação das propriedades volumétricas de sistemas multicomponentes.
- I.3 - Relações entre as funções de sistemas de composição variável.
- I.4 - Grandezas parciais molares.
- I.5 - Fugacidade e coeficiente de fugacidade de substâncias puras. Propriedades Residuais.
- I.6 - Fugacidade e coeficiente de fugacidade de componentes de misturas.
- I.7 - Grandezas em excesso. Coeficiente de atividade.
- I.8 - Estados padrões: Regra de Lewis-Randall e Lei de Henry
- I.9 - Modelos para a determinação de coeficientes de atividade.
Unidade II - Equilíbrio de Fase.
- II.1 - A natureza do equilíbrio.
- II.2 - Critérios de equilíbrio de fase.
- II.3 - Equilíbro líquido-vapor.
- II.4 - Equilíbro líquido-líquido.
- II.5 - Equilíbro líquido-líquido-vapor.
- II.6 - Solubilidade de gases
Unidade III - Equilíbrio Químico.
- III.1 - A coordenada de reação.
- III.2 - Critérios de equilíbrio químico.
- III.3 - A constante de equilíbrio químico. A energia de Gibbs padrão de reação.
- III.4 - Efeito da temperatura sobre a constante de equilíbrio químico
- III.5 - Relação entre a constante de equilíbrio químico e a composição.
- III.6 - Reações em sistemas homogêneos. Reações simples.
- III.7 - Reações em sistemas heterogêneos. Reações simples.
Ementa
Análise e tratamento termodinâmico de soluções ideiais e reais. Os conceitos de fugacidade, coeficiente de fugacidade e coeficiente de atividade. Equilíbrio líquido-vapor, líquido-líquido, líquido-líquido-vapor e sólido líquido. Análise termodinâmica de sistemas com reação química. Equilíbrio químico.
Critérios de Avaliação
- 3 provas parciais de 25 pontos cada: 75 pontos.
- Exercícios e trabalho em grupo: 10 pontos
- Projeto Final de Curso (grupo de 5 alunos): 15 pontos
Metodologia de Ensino
- Aula expositiva.
- Estudo dirigido.
- Discussão de textos.
- Grupo de discussão de problemas
- Trabalho em grupo.
Bibliografia Recomendada
1. SMITH, J.M. & VAN NESS, H.C., Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6ª edição, McGraw-Hill International Editions, N.Y., 2002.
2. SMITH, J.M. & VAN NESS, H.C., Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 5ª edição, McGraw-Hill International Editions, N.Y., 1996.
3. SMITH, J.M. & VAN NESS, H.C., Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 4ª edição, McGraw-Hill International Editions, N.Y., 1987.
4. SMITH, J.M. & VAN NESS, H.C., Introdução à Termodinâmica da Engennharia Química, 3ª edição, Editora Guanabara Dois, R.J., 1980.
5. Kyle, B.G., Chemical and Process Thermodynamics, 3ª edição, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, New Jersey, 1999
6. SANDLER, S.I., Chemical and Engineering Thermodynamics, 2ª edição, Wiley Series, N.Y., 1989
7. WALAS, S.M., Phase Equilibria in Chemical Engineering, Butterworth Publishers, London, 1985.
8. PRAUSNITZ, J.M., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 1969.
9. REID, R.C., PRAUSNITZ, J.M. & SHERWOOD, T.K., The Properties of Gases and Liquids, 3ª edição, McGraw-Hill International Editions, N.Y., 1987.
10. PRIGOGINE, I. & DEFAY, R., Chemical Thermodynamics, Longmans Green & Co., London, 1954.
11. www.dechema.com