Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  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  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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Química de Superfícies e Coloides


A química de superfícies e coloides é um ramo da química física que estuda as propriedades e comportamentos das superfícies e sistemas coloidais. Estes dois campos são frequentemente estudados juntos porque ambos interagem a nível molecular ou de partículas que afetam as propriedades macroscópicas dos materiais e processos. Esta área da química é importante em muitas indústrias, incluindo farmacêutica, produção de alimentos, cosméticos e ciência dos materiais.

O que é química de superfícies?

A química de superfícies refere-se ao estudo das reações químicas, propriedades e estruturas na interface entre duas fases, como entre um sólido e um líquido, um sólido e um gás, ou um líquido e um gás. A 'superfície' neste contexto é o limite ou camada mais externa de uma substância.

Um conceito importante na química de superfícies é a energia de superfície, que é a energia necessária para aumentar a área de superfície de uma substância. Maior energia de superfície significa que há mais interações moleculares, o que geralmente aumenta a reatividade química. Um exemplo de um material com alta energia de superfície é a água, que forma facilmente ligações de hidrogênio.

Adsorção

A adsorção é o processo pelo qual átomos, íons ou moléculas aderem a uma superfície. É diferente da absorção, onde as substâncias se dissolvem ou tornam-se dissolvidas em um líquido ou sólido. A adsorção ocorre nas superfícies, e sua eficiência pode afetar significativamente processos e reações químicas.

superfície sólida Molécula adsorvida

A adsorção pode ser medida por meio de isotermas de adsorção, que são equações ou modelos que expressam como as moléculas de uma substância estão distribuídas entre a fase líquida e a fase sólida em equilíbrio a uma temperatura constante. Um modelo clássico é a isoterma de Langmuir, que assume uma adsorção em monocamada:

q = (q_max * K * C) / (1 + K * C)

Nesta equação:

  • q é a quantidade de adsorbato por unidade de massa de adsorvente
  • q_max é a capacidade máxima de absorção
  • K é a constante de Langmuir, que está relacionada à afinidade dos sítios de ligação
  • C é a concentração da substância adsorvida na solução

Química de coloides

A química de coloides lida com sistemas nos quais uma ou mais fases têm dimensões na ordem de nanômetros, geralmente variando de 1 a 1000 nanômetros. Os coloides podem ser classificados com base em seu estado físico ou na natureza da interação entre a fase dispersa e o meio.

Exemplos de sistemas coloidais:

  • Espuma: Um gás disperso em um líquido, como chantilly.
  • Emulsão: Dispersão de um líquido em outro, como maionese.
  • Sóis: Partículas sólidas em um líquido, como tinta.

Os coloides são frequentemente estabilizados por surfactantes, que são moléculas que se acumulam na fronteira entre as fases. Surfactantes podem diminuir a tensão superficial do meio, auxiliando na formação e estabilização do sistema coloidal.

Efeito Tyndall

O efeito Tyndall é uma dispersão observável de luz por partículas em um coloide ou suspensão muito fina. Ele mostra como os coloides podem exibir propriedades ópticas diferentes das soluções.

fonte de luz supervisor

Surfactantes e micelas

Surfactantes são compostos que reduzem a tensão superficial entre dois líquidos ou entre um líquido e um sólido. Eles têm uma 'cabeça' hidrofílica e uma 'cauda' hidrofóbica. Esta característica permite que formem estruturas chamadas micelas em solução aquosa.

Micelas

As micelas são estruturas esféricas que se formam quando a concentração de moléculas de surfactante atinge um nível crítico. As caudas hidrofóbicas se segregam no centro, longe da água, enquanto as cabeças hidrofílicas ficam voltadas para fora, interagindo com a água.

Aplicações da química de superfícies e coloides

Compreender a química de superfícies e coloides é importante para uma variedade de aplicações tecnológicas:

  • Liberação de medicamentos: Sistemas coloidais são frequentemente usados para encapsular medicamentos, permitindo liberação controlada e entrega direcionada.
  • Mineração: Surfactantes são usados para extrair minerais valiosos de minérios através de processos como a flotação por espuma.
  • Limpeza: Detergentes são surfactantes que ajudam a remover sujeira e gordura de superfícies.
  • Indústria alimentícia: Emulsificantes são usados para estabilizar produtos alimentícios como molhos para salada e sorvetes.

Uma consideração importante para o meio ambiente é a biodegradabilidade dos surfactantes. Surfactantes dissolvidos se desintegram e reduzem o impacto ambiental, o que é importante para práticas de química sustentável.

Conclusão

A química de superfícies e coloides é um campo essencial que ajuda a responder perguntas fundamentais e aplicadas sobre como a matéria interage a nível molecular e de partículas. Ela tem uma ampla gama de aplicações, tornando-se vital para o desenvolvimento tecnológico, sustentabilidade ambiental e processos industriais.


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