Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Química Ambiental


A química ambiental é um ramo da química que se concentra nos processos químicos que ocorrem no ambiente. Ela envolve a compreensão de como os produtos químicos se movimentam e afetam os componentes da Terra, incluindo ar, água, solo e os organismos vivos que eles sustentam. Este estudo é importante porque nos ajuda a entender a poluição, seus efeitos nos ecossistemas naturais e estratégias de remediação.

Conceitos básicos

Os fundamentos da química ambiental são baseados em vários conceitos-chave:

  • Ciclos biogeoquímicos: São ciclos naturais que circulam elementos e compostos essenciais por um ecossistema. Exemplos são o ciclo do carbono, o ciclo do nitrogênio e o ciclo da água.
  • Química atmosférica: Envolve o estudo da composição química da atmosfera da Terra e das reações que ocorrem dentro dela.
  • Química aquática: Foca nos processos químicos nos corpos d'água, considerando as interações entre diferentes substâncias químicas e a vida aquática.
  • Química do solo: Envolve o estudo das interações químicas no solo e como elas afetam o crescimento das plantas, a fertilidade do solo e o ambiente.

Exemplo visual de um ciclo biogeoquímico

oceano Nuvens terra Chuva

Poluição do ar e química atmosférica

A poluição do ar é um aspecto importante da química ambiental. Ela envolve a emissão de substâncias nocivas para a atmosfera devido a atividades naturais ou antropogênicas. Comuns poluentes do ar incluem:

  • Dióxido de carbono (CO2): Produzido pela queima de combustíveis fósseis e é um importante gás de efeito estufa.
  • Dióxido de enxofre (SO2): Emitido por usinas de energia e causa chuva ácida.
  • Óxidos de nitrogênio (NOx): São emitidos por automóveis e causam smog.
  • Compostos orgânicos voláteis (VOCs): Podem causar formação de ozônio e smog ao nível do solo.

Compreender a química por trás desses poluentes é importante para desenvolver maneiras de reduzir emissões e minimizar seu impacto. Por exemplo:

SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3
2NO3 + O2 → 2NO3
NO2 + hv (luz solar) → NO + O
O + O2 → O3 (formação de ozônio)

Química aquática

A qualidade da água é uma preocupação ambiental importante que afeta tanto a saúde humana quanto a integridade dos ecossistemas. A química aquática examina as características químicas de corpos de água natural, como rios, lagos e oceanos. Principais parâmetros a considerar incluem:

  • Nível de pH: Indica a acidez ou alcalinidade da água. A água normal tem um nível de pH neutro em torno de 7.
  • Oxigênio dissolvido: Essencial para a vida aquática. Baixos níveis indicam poluição.
  • Dureza: Determinada pelos íons de cálcio e magnésio na água. Alta dureza pode afetar processos industriais.
  • Concentração de nutrientes: Altos níveis de nutrientes provenientes do escoamento agrícola podem causar eutrofização.

Por exemplo, reações químicas que ocorrem na água podem afetar a forma e a toxicidade dos poluentes. Uma dessas reações envolve amônia e oxigênio:

NH3 + O2 → NO2- + 3H+ + 2e-

Química do solo

O solo é um componente essencial do ambiente, e a química do solo desempenha um papel vital na determinação de sua saúde e produtividade. A química do solo envolve a análise da estrutura do solo, nutrientes e contaminantes. As principais áreas de interesse são as seguintes:

  • pH: O pH do solo afeta a disponibilidade de nutrientes para as plantas. A maioria das plantas prefere um pH ligeiramente ácido a neutro (6-7).
  • Matéria orgânica: A matéria orgânica é importante para a fertilidade e a estrutura do solo.
  • Capacidade de troca catiônica (CEC): Afeta a capacidade do solo de reter e liberar nutrientes.
  • Poluentes: Pesticidas e metais pesados podem se acumular no solo, afetando sua qualidade e causando bioacumulação.

Um exemplo de atividade de química do solo é a troca de íons em minerais de argila:

K-soil + NH4+ ⇌ NH4- soil + K+

Química verde

A química verde é um campo da química ambiental que se concentra em projetar produtos e processos que minimizem o impacto que têm no ambiente. Este conceito é essencial para encontrar soluções sustentáveis para a fabricação, uso e descarte de produtos químicos. Os princípios da química verde incluem:

  • Prevenção: Evitar a geração de resíduos em vez de tratá-los após terem sido gerados.
  • Economia de átomos: Projetar processos para maximizar a inclusão de todos os materiais usados no produto final.
  • Síntese química menos perigosa: Projetar produtos químicos e processos mais seguros.
  • Uso de matérias-primas renováveis: Preferir matérias-primas renováveis em vez das esgotáveis.
  • Desenho para decomposição: Garantir que os produtos se decomponham em substâncias não prejudiciais ao final de suas vidas.

Um desafio e prática de química verde pode envolver uma reação eficiente, como:

2Fe2S3 + 9O2 → 2Fe2O3 + 6SO2

Conclusão

A química ambiental desempenha um papel vital na compreensão e solução dos desafios ecológicos modernos. Ao aprender mais sobre as interações de produtos químicos com o ar, a água, o solo e os organismos vivos, podemos nos preparar melhor para desenvolver soluções para problemas ambientais. A química verde oferece um caminho promissor para projetar processos e produtos que sejam ambientalmente amigáveis. À medida que avançamos para o futuro, a integração de práticas sustentáveis nos processos químicos se tornará uma necessidade para proteger e melhorar nosso mundo natural para as gerações futuras.


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