⚗️ Química Tecnológica

Navegação Rápida

Visão Geral da Disciplina

Disciplina fundamental do núcleo de 02 Físicas e Ciências Básicas. Aborda a química moderna a partir da perspectiva de materiais e processos aplicados à engenharia elétrica. Abrange a estrutura atômica e teoria quântica dos orbitais eletrônicos, a classificação periódica e eletronegatividade, a natureza das ligações químicas (metálica, iônica e covalente com bandas de energia de condutores, semicondutores e isolantes), estequiometria e termoquímica de reações de combustão em usinas termelétricas, eletroquímica fundamental (células galvânicas, acumuladores de íons de lítio e chumbo-ácido, eletrólise e fenômenos de corrosão galvânica e proteção catódica em torres de transmissão e malhas de aterramento), culminando na ciência e tecnologia dos materiais sólidos de engenharia (metais, ligas condutoras, polímeros isolantes, dielétricos e cerâmicas magnéticas).


📌 Sumário do MOC

  1. 📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência
  2. 🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina
  3. 📚 Bibliografia Clássica Recomendada
  4. 🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência

  • Introdução a Química Tecnológica (Química na Engenharia, Grandezas Moleculares e Classificação da Matéria)
  • Átomos, elementos e tabela periódica (Estrutura Atômica, Mecânica Quântica e Propriedades Periódicas)
  • Ligações Químicas (Ligações Iônica, Covalente, Metálica e Forças Intermoleculares)
  • Fundamentos das reações químicas e eletroquímica (Estequiometria, Balanço de Massa, Reações Redox e Eletroquímica)
  • Fundamentos da Combustão e da Corrosão (Termoquímica da Combustão, Corrosão Eletroquímica e Proteção)
  • Materiais sólidos de engenharia (Metais Condutores, Polímeros Dielétricos, Cerâmicas e Semicondutores)

🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina

Módulo 1: Fundamentos Moleculares e Grandezas Químicas (Apostila 01)

  • ✅ Aula 01: 01 - Introdução à Química Tecnológica e Grandezas Moleculares
    • Conteúdo: A matéria e seus estados de agregação, substâncias puras e misturas, massa atômica, constante de Avogadro (), massa molar, concentração molar e análise volumétrica aplicada a fluidos isolantes e óleos minerais de transformadores de potência.

Módulo 2: Estrutura Atômica e Tabela Periódica (Apostila 02)

  • ✅ Aula 02: 02 - Estrutura Atômica, Configuração Eletrônica e Tabela Periódica
    • Conteúdo: Evolução dos modelos atômicos (Rutherford-Bohr e Sommerfeld), números quânticos (), Princípio da Exclusão de Pauli e Regra de Hund, configuração eletrônica e diagrama de Pauling, propriedades periódicas (raio atômico, energia de ionização, afinidade eletrônica e eletronegatividade de Pauling) e relação direta com a condutividade elétrica de materiais.

Módulo 3: Ligações Químicas e Bandas de Energia (Apostila 03)

  • ✅ Aula 03: 03 - Ligações Químicas, Forças Intermoleculares e Estrutura dos Materiais
    • Conteúdo: Ligação iônica e energia de rede, ligação covalente e compartilhamento de elétrons, ligação metálica (modelo do mar de elétrons livres de Drude-Lorentz), Teoria das Bandas de Energia (Banda de Valência, Banda de Condução e Bandgap ), classificação de isolantes, semicondutores e condutores elétricos, e forças intermoleculares (Van der Waals e pontes de hidrogênio).

Módulo 4: Reações Químicas, Estequiometria e Termoquímica (Apostila 04)

  • ✅ Aula 04: 04 - Reações Químicas, Estequiometria, Termoquímica e Cinética
    • Conteúdo: Leis ponderais de Lavoisier e Proust, balanceamento de equações químicas por oxirredução, cálculos estequiométricos com pureza e rendimento, termoquímica e Lei de Hess, Entalpia padrão de formação () e Poder Calorífico Superior e Inferior (PCS e PCI) de combustíveis fósseis e biomassa para geração termelétrica.

Módulo 5: Eletroquímica, Baterias e Corrosão (Apostila 05)

  • ✅ Aula 05: 05 - Eletroquímica, Potenciais de Eletrodo, Pilhas, Eletrólise e Corrosão
    • Conteúdo: Reações de oxirredução e potenciais padrão de redução (), Equação de Nernst para fem dependente da concentração e temperatura, baterias secundárias (Chumbo-Ácido e Íons de Lítio ), Leis da Eletrólise de Faraday (), cinética de corrosão eletroquímica, pilhas de aeração diferencial e métodos industriais de proteção catódica (anodo de sacrifício galvânico e corrente impressa).

Módulo 6: Materiais Sólidos de Engenharia (Apostila 06)

  • ✅ Aula 06: 06 - Materiais Sólidos de Engenharia: Metais, Polímeros, Cerâmicas e Semicondutores
    • Conteúdo: Estruturas cristalinas metálicas (CCC, CFC e HC), condutores elétricos de alto desempenho (cobre eletrolítico OFHC e ligas de alumínio CAA/ACSR), materiais dielétricos e polímeros isolantes (XLPE, EPR, PVC e resinas epóxi), cerâmicas isolantes para buchas e cadeias de isoladores de subestação, semicondutores intrínsecos e extrínsecos dopados (Si tipo P e N) e materiais magnéticos ferromagnéticos doces para núcleos de transformadores (aço-silício de grão orientado - GO).

📚 Bibliografia Clássica Recomendada

  • CALLISTER JR., William D.; RETHWISCH, David G. Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.
  • BROWN, Theodore L.; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: A Ciência Central. 13. ed. São Paulo: Pearson, 2016.
  • SHACKELFORD, James F. Ciência dos Materiais para Engenheiros. 8. ed. São Paulo: Pearson, 2016.

🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

Imagem / DiagramaResolução & ViewBoxAula de AplicaçãoConceitos Técnicos Ilustrados
quim_aula01_grandezas_estequiometria_solucoes.svg1240 × 740Aula 01Estados da matéria, Avogadro, molaridade, ppm e saturação de umidade em óleos de transformador.
quim_aula02_estrutura_atomica_tabela_periodica.svg1240 × 740Aula 02Orbitais quânticos, configuração anômala do Cobre, Alumínio, Slater e tendências periódicas.
quim_aula03_ligacoes_quimicas_geometria_forcas.svg1240 × 740Aula 03Ligações primárias, Teoria de Bandas, semicondutores WBG (SiC/GaN) e pontes de hidrogênio em celulose.
quim_aula04_termoquimica_cinetica_equilibrio.svg1240 × 740Aula 04Termoquímica de termelétricas, Lei de Hess, Equação de Arrhenius, regra de Montsinger e Le Chatelier.
quim_aula05_eletroquimica_pilhas_corrosao.svg1240 × 740Aula 05Equação de Nernst, baterias VRLA e Li-ion, corrosão galvânica Cu-Al e proteção catódica (ICCP).
quim_aula06_materiais_polimeros_semicondutores.svg1240 × 740Aula 06Cabos CAA, polímeros XLPE, arborescência dielétrica, dopagem de Silício e conversores WBG SiC.