LSO5881 - Físico-Química Aplicada à Ciência do Solo

Carga Horária

Docentes responsáveis
Marcelo Eduardo Alves

Objetivo
Ampliar a compreensão de conceitos de Físico-Química relacionados à Ciência do Solo; Capacitar o pós-graduando a executar cálculos químicos computacionais e a interpretar criticamente seus resultados.

Conteúdo
(1) REVISÃO DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS: 1. Soluções aquosas. 2. Expressões quantitativas de concentração. 3. Cálculos de diluição. 4. Velocidade de reações químicas. 5. Efeitos da concentração e da temperatura sobre a velocidade de reações. 6. Ordem de reações. 7. Equilíbrio químico. (2) TERMODINÂMICA DE SOLUÇÕES AQUOSAS: 1. Primeira lei da termodinâmica. 2. Entalpia. 3. Entalpia de reação. 4. Lei de Hess. 5. Espontaneidade de reações química. 6. Entropia e segunda lei da termodinâmica. 7 Energia livre de Gibbs. 8 Energia livre e temperatura. 9. Energia livre e constante de equilíbrio. 10. Equação de Van´t Hoff. (3) ATIVIDADE EM SOLUÇÕES AQUOSAS: 1. Propriedades coligativas de soluções eletrolíticas. 2. Atividade iônica. 3. Cálculo de coeficientes de atividade com as equações de Debye-Hückel, de Truesdell-Jones e de Davies. 4. Constante de equilíbrio termodinâmico. (4) EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE: 1. Teorias ácido-base de Arrhenius e de Brönsted-Lowry. 2. Escala de pH. 3. A auto ionização da água. 4. Força de ácidos e bases. 5. O ácido sulfúrico. 6. pH de soluções salinas. 7. Soluções tampão. 8. Curvas de titulação ácido-base. 9. Emprego do software Visual MINTEQ em cálculos exatos de pH de soluções aquosas, na simulação de curvas de titulação ácido-base e na elaboração de diagramas de distribuição de espécies químicas em função do valor de pH de soluções de bases e de ácidos fracos. (5) EQUILÍBRIO DE COMPLEXAÇÃO: 1. Teoria ácido-base de Lewis 2. Conceitos de compostos de coordenação. 3. Teorias de formação de compostos de coordenação. 4. Constante de estabilidade condicional. 5. Aquo-complexos. 6. Quelação de íons por moléculas orgânicas. 7. Efeitos da complexação/quelação sobre a biodisponibilidade de elementos químicos. 10. Cálculos de complexação/quelação com o emprego do software Visual MINTEQ. (6) EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE: 1. Solubilidade. 2. Constante do produto de solubilidade. 3. Fatores que afetam a solubilidade. 4. Precipitação. 5. Diagramas de estabilidade. 6. Cálculos com o software Visual MINTEQ enfocando os efeitos do pH, da força iônica e da formação complexos/quelatos na solubilidade. 7. Elaboração de curvas de precipitação utilizando o software Visual MINTEQ. (7) EQUILÍBRIO DE OXIRREDUÇÃO: 1. Conceitos básicos. 2. Potencial padrão de redução. 3. Equação de Nernst. 4. Atividade do elétron (pe).
5. Potencial redox (Eh). 6. Diagramas pe x pH e Eh x pH. 7. Cálculos com o software Visual MINTEQ enfocando a obtenção de diagramas de distribuição de espécies em função de valores de pe. (8) ESPECIAÇÃO DE SOLUTOS EM SOLUÇÕES AQUOSAS: 1. Conceituação e importância da especiação de solutos. 2. Bases matemáticas da especiação de solutos. 3. Dados analíticos necessários à especiação de solutos. 4. Uso dos modelos Stockholm Humic e NICA-Donnan na modelagem da quelação de solutos por substâncias húmicas. 5. Efeito das condições de oxirredução sobre a especiação de solutos. 6. Especiação de solutos em soluções aquosas utilizando os aplicativo computacional Visual MINTEQ.

Bibliografia
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