DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Disciplina: Processos Catalíticos Industriais

Código: 30327

Carga Horária: 40h

Créditos: 02

Pré-requisitos: -----

EMENTA

Princípios gerais da catálise. Noções de catalise e química verde. Tipos de sistemas catalíticos. Catálise Homogênea. Principais classes de processos de catálise homogênea (química e enzimática) e suas aplicações. Catálise heterogênea. Propriedades gerais dos catalisadores sólidos. Preparação e caracterização de catalisadores sólidos e suas aplicações. Catálise Enzimática.

OBJETIVOS

A disciplina visa desenvolver as seguintes habilidades e competências:

Compreender os fundamentos dos diferentes sistemas catalíticos (homogêneos e heterogêneos, químicos e enzimáticos) e suas aplicações;

Reconhecer, avaliar, desenvolver e propor um processo catalítico, seja homogêneo ou heterogêneo, químico ou enzimático, em situações do cotidiano;

Buscando-se atender estas competências alguns objetivos específicos são delineados:

Conhecer as definições e fundamentos básicos da catálise e sua relação com aplicações e processos industriais;

Conhecer as principais características e peculiaridades de diferentes sistemas catalíticos (homogêneo e heterogêneo, químico e enzimático);

Reconhecer os parâmetros que afetam os sistemas catalíticos, bem como o potencial de impacto científico, tecnológico e econômico da catálise homogênea e heterogênea

Conhecer e compreender as principais formas de síntese e caracterização de diferentes catalisadores;

Desenvolver no estudante a habilidade diferenciar os diferentes sistemas catalíticos homogêneo e heterogêneo, químico e enzimático), bem como de avaliar, desenvolver e propor novos catalisadores e processos catalíticos;

Aprender de forma autônoma e lidar com situações e contextos complexos e propor soluções;

Desenvolver no estudante a habilidade de trabalhar em equipe, buscando soluções para desafios teóricos e/ou práticos relacionados com situações do cotidiano;

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 01 – INTRODUÇÃO A CATÁLISE

Introduzir as definições e os aspectos fundamentais da catálise, sua relação com a química verde, tipos de sistemas catalíticos e suas aplicações no cotidiano, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades para identificar e interpretar um sistema catalítico.

TDE 01 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 01.

UNIDADE DE ENSINO 02 – CATALISE HOMOGÊNEA

Fundamentos da catálise homogênea.

Conhecer os fundamentos da catálise homogênea (aspectos termodinâmicos, cinéticos e ciclo catalítico), suas principais classes de processos e seus mecanismos, destacando suas vantagens e desvantagens, bem como suas principais aplicações, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades para identificar, interpretar e propor processos catalíticos em situações do cotidiano.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem a integração dos conhecimentos teórico e experimental, relacionados com a homogêneos, contribuindo para o desenvolvimento de habilidades relacionados a aplicação e interpretação de sistemas catalíticos em meio homogêneo.

TDE 02 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 02.

UNIDADE DE ENSINO 03 –   CATALISE HETEROGÊNEA

Introduzir o tema catálise Heterogênea e suas propriedades gerais; tipos de catalisadores sólidos (mássicos e suportados); metodologias de preparação e técnicas de caracterização, bem como suas principais aplicações, vantagens e desvantagens, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades para sintetizar novos catalisadores, bem como identificar, interpretar e propor processos catalíticos em situações do cotidiano.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem a integração dos conhecimentos teórico e experimental, relacionados com a preparação, caracterização e aplicação de catalisadores heterogêneos, contribuindo para o desenvolvimento de habilidades relacionados a aplicação e interpretação de sistemas catalíticos em meio heterogêneo.

TDE 03 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 03.

UNIDADE DE ENSINO 04 – CATALISE ENZIMÁTICA

Conceituar o tema catálise enzimática e suas propriedades gerais (características e especificidades das enzimas, classificação das enzimas, cinética enzimática,  fatores que afetam a atividade enzimática das enzimas livre e imobilizada), imobilização (métodos de preparação e medida da eficiência do processo), vantagens e desvantagens, bem como suas principais aplicações, a fim de que o acadêmico desenvolva competências e habilidades para sintetizar novos biocatalisadores imobilizados, bem como identificar, interpretar e propor processos catalíticos enzimáticos em situações do cotidiano.

Atividade prática: Realizar práticas que possibilitem a integração dos conhecimentos teórico e experimental, relacionados com a preparação, caracterização de biocatalizadores imobilizados, bem como suas aplicações, contribuindo para o desenvolvimento de habilidades relacionados a aplicação e interpretação de sistemas catalíticos enzimáticos, seja em meio homogêneo ou heterogêneo.

TDE 04 – Será desenvolvido em complementação às demais atividades da disciplina, visando a consolidação dos conhecimentos e competências pretendidas. Este TDE será orientado mediante as Normas Para Inovação Acadêmica - Graduação Ativa, envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 04.

METODOLOGIA

As aulas terão a participação ativa do aluno na construção do conhecimento e serão adotados as seguintes metodologias:

Aulas teóricas e expositivas com utilização de recursos audiovisuais e questionamentos, discussão e debates;

Aulas práticas sobre os conteúdos ministrados na teoria;

A leitura, interpretação e elaboração de textos serão trabalhados em sala de aula como temas transversais;

As aulas transcorrerão de maneira interativa com os alunos em que ambos são agentes ativos do processo de ensino-aprendizagem;

A exposição do conteúdo ocorrerá por meio de atividades que facilitem e estimulem a aprendizagem. Buscar-se-á interação constante com os alunos;

As atividades relacionadas ao Trabalho Discente Efetivo (TDE) totalizará 20h e poderá constar com exercícios de fixação, pesquisa bibliográfica, desenvolvimento de atividades práticas, elaboração de relatórios, visitas técnicas, entre outros.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico. O processo de avaliação será de forma progressiva e cumulativa do conhecimento, mediante verificações parciais ao longo do período letivo sob a forma de provas, exercícios, trabalhos acadêmicos, arguições, seminários e/ou relatos de atividades práticas.

O processo de avaliação ocorrerá da seguinte maneira:

No mínimo duas avaliações que versará com questões objetivas e ou discursivas com peso 8,0 e Trabalhos Discente Efetivo (TDE) peso 2,0.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

DUPONT, J. Química Organometálica. Elementos do Bloco D. Porto Alegre: Artmed-Bookmam, 2005.

FELDER, R.M. and ROUSSEAU, R.W. Princípios Elementares dos Processos Químicos, 3ed, Campinas, SP, LTC, 2005.

SCHUMAL, M. Catálise Heterogênea, Rio de Janeiro, Synergia, 2011.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:

ATKINS, P. W. Físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 1997.

DOMÍNGUEZ ESQUIVEL, J. M. (Coord.). El amanecer de la catálisis en Iberoamérica. México: Cyted, 2004.

FIGUEIREDO, J. L.; RIBEIRO, F. R. Catálise Heterogénea. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 1989.

LEHNINGER, A.L; NELSON, D. L; COX, M. M. Princípios de bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sarvier,

PERGHER, S.B.C.; DETONI, C.; MIGNONI, M.L. Materiais laminares pilarizados: preparação, caracterização, propriedades e aplicações. Erechim: EdiFAPES, 2005.

SHRIVER, D. F; ATKINS, P. W. Inorganic chemistry, 3.ed. Oxford: Oxford University, 1999.

TOMA, H. E. Química de Coordenação Organometálica e Catálise, v. 4, Blucher, 2016.