Instituto politécnico de tomar escola Superior de Tecnologia de Tomar Departamento de Arte, Conservação e Restauro



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INSTITUTO POLITÉCNICO DE TOMAR

Escola Superior de Tecnologia de Tomar

Departamento de Arte, Conservação e Restauro


CURSO DE CONSERVAÇÃO E RESTAURO

QUÍMICA 2

(1º ano, 2º semestre)

2006-2007

Docente responsável pela disciplina



Prof. Adjunto João Luís Farinha Antunes
Carga horária da disciplina

2 horas teóricas por semana

2 horas práticas por semana e por turma

Método de avaliação

Componente teórica.

Exame final escrito.

ou

Duas frequências que dispensam do exame quando ambas tenham avaliação superior ou igual a 10,0 valores. Neste caso a nota da componente teórica da disciplina é a média das frequências.



Componente prática

Resumo e discussão de um artigo que trate de tema que conste no conteúdo programático da disciplina. (vale 25% da prática)

Monografia de cerca de 15 páginas sobre um tema escolhido em conjunto pelo aluno e pelo professor tratando um aspecto da Química aplicado à Conservação e Restauro. Exame oral com apresentação da monografia (vale 75% da prática).

Estes trabalhos são realizados em grupos com o número máximo de três alunos.

São APROVADOS os alunos que tenham nota superior ou igual a 10,0 valores em cada uma das componentes teórica e prática. A nota final da disciplina é a média ponderada das componentes teórica e prática, valendo a componente teórica 60%.

Objectivos

Nesta disciplina classificam-se os compostos orgânicos utilizados na prática da C&R, em famílias, e relacionam-se as propriedades químicas e físicas de cada família com a sua estrutura e com o tipo de ligações fazem.

Classificam-se, e comparam-se, os agentes e métodos de limpeza utilizados na prática da C&R, estudando-se os mecanismos envolvidos nos diversos processos.

Pretende-se que, no final da disciplina, os alunos consigam



  • Conhecer a nomenclatura dos compostos orgânicos usados em Conservação e Restauro;

  • Escrever as fórmulas químicas de compostos orgânicos simples, partindo do seu nome;

  • Classificar os compostos orgânicos utilizados na prática da Conservação e Restauro, em famílias, pela identificação do seu grupo funcional;

  • Relacionar as propriedades químicas e físicas dos compostos orgânicos que interessam à prática da C&R com a sua estrutura;

  • Saber avaliar os perigos dos diferentes solventes;

  • Avaliar o tipo de interacção que cada solvente poderá ter com os materiais encontrados no Património e em Conservação e Restauro;

  • Saber seleccionar um solvente, ou compor uma mistura de solventes, com recurso ao triângulo de solubilidades, tendo em vista a sua capacidade solvente;

  • Compreender, comparando, o mecanismo de acção dos diversos tipos de agentes de limpeza e conhecer os factores que influenciam a sua eficácia;

  • Compreender a informação química encontrada em artigos científicos publicados na área do Património e da CR; e saber criticá-la e integrá-la na sua prática;

  • Relatar procedimentos fundamentando-os cientificamente do ponto de vista químico;

  • Comunicar com especialistas de outras áreas científicas, usando linguagem científica.

Resumo do programa

1 A limpeza em conservação e restauro

1.1 Questões associadas à limpeza: porquê, quando, como, e após…?

1.2 Técnicas de limpeza

2 Sistemas aquosos de limpeza.

2.1 A água

2.2 Detergentes

2.3 Resinas de troca iónica

2.4 Limpeza por ataque químico

2.5 Agentes espessantes

3 Solventes orgânicos

3.1 Introdução ao estudo dos compostos orgânicos usados em bens culturais

3.2 Estudo de grupos funcionais

3.3 Uso dos solventes orgânicos

3.4 Sistemas de limpeza mistos

Programa

1A limpeza em conservação e restauro

1.1Questões associadas à limpeza: porquê, quando, como, e após…?

1.2Técnicas de limpeza

1.2.1Mecânicas

1.2.2Por solventes

1.2.2.1Sistemas aquosos

1.2.2.2Sistemas orgânicos

1.2.3Por ataque químico

1.2.4Métodos de aplicação das soluções de limpeza

1.2.4.1Imersão

1.2.4.2Compressas

1.2.4.3Geis

1.2.4.4Métodos de vapor

2Sistemas aquosos de limpeza.

2.1A água

2.1.1Água corrente, destilada e desionizada.

2.1.2Propriedades da água.

2.2Detergentes

2.2.1Agentes tensioactivos (surfatantes)

2.2.2Classes de detergentes

2.2.3Sabões

2.2.4Mecanismo da detergência

2.2.5Propriedades das soluções de agentes tensioactivos

2.2.5.1Formação de micelas. Concentração Crítica Micelar (c.m.c.)

2.2.5.2Solubilidade dos tensioactivos. Ponto de Krafft.

2.3Resinas de troca iónica

2.3.1Composição

2.3.2Tipos de resina

2.3.3Mecanismo de acção

2.4Limpeza por ataque químico

2.4.1Ácidos, bases e sais.

2.4.2Soluções tampão. Importância da tamponização.

2.4.3Quelantes

2.4.3.1Compostos de coordenação. Quelatos

2.4.3.2Agentes quelantes mais usados em restauro

2.4.3.3Importância do controlo do pH na eficácia dos quelantes

2.4.4Oxidantes e redutores

2.4.4.1Hipoclorito de sódio

2.4.4.1.1Equilíbrio redox do hipoclorito

2.4.4.2Branqueamento com hipoclorito de sódio

2.4.4.3Outros agentes redox usados em restauro

2.4.5Enzimas

2.4.5.1Classificação das enzimas

2.4.5.2Enzimas importantes para a conservação

2.4.5.2.1Lipases
2.4.5.2.2Amilases
2.4.5.2.3Proteases

2.4.5.3Mecanismo de acção

2.4.5.3.1Efeito da concentração, temperatura e pH na velocidade das reações enzimáticas

2.4.6Biocidas

2.4.6.1Classes de Biocidas

2.4.6.2Uso em Conservação e restauro

2.5Agentes espessantes

2.5.1Agentes usualmente usados em restauro

2.5.2Géis

2.5.3Constituintes de um gel

2.5.4Vantagens e desvantagens da limpeza com géis

3Solventes orgânicos

3.1Introdução ao estudo dos compostos orgânicos usados em bens culturais

3.1.1Aplicações da Química Orgânica na arte e no restauro

3.1.1.1Materiais de origem natural e sintéticos.

3.1.1.2Materiais de produção artística.

3.1.1.3Materiais de uso em restauro.

3.1.2Revisão de conceitos

3.1.2.1Tabela periódica. Electronegatividade.

3.1.2.2Distribuição electrónica

3.1.2.3Notação de Lewis.

3.1.2.4Ligação química

3.1.2.4.1Ligação covalente, iónica e metálica.

3.1.3Princípios de Química Orgânica

3.1.3.1Ligação covalente

3.1.3.1.1Ligações simples, duplas e triplas

3.1.3.2Concatenação do carbono. Cadeias ramificadas

3.1.3.3Escrita de fórmulas estruturais de compostos orgânicos

3.1.3.3.1Fórmulas estruturais de traços (Kekulé)
3.1.3.3.2Fórmulas de traços reduzidas e condensadas

3.1.3.4Orbitais atómicas e moleculares

3.1.3.4.1Orbitais de fronteira: HOMO e LUMO
3.1.3.4.2Estado fundamental e excitado

3.1.3.5Ligações duplas conjugadas

3.1.3.5.1Importância da conjugação na energia das orbitais de fronteira e na cor dos compostos orgânicos

3.1.3.6Isomerias.

3.1.3.6.1Isomeria de constituição
3.1.3.6.1.1Isomeria de posição
3.1.3.6.1.2Isomeria funcional
3.1.3.6.2Estereoisomeria
3.1.3.6.2.1Diastereoisómeros

Isomeria cis-trans
3.1.3.6.2.2Enantiómeros

Isomeria óptica

3.1.3.7Polaridade da ligação covalente

3.1.3.7.1Ligação covalente polar e apolar
3.1.3.7.2Dipolos. Momento dipolar
3.1.3.7.3Efeito da electronegatividade dos elementos no momento dipolar.
3.1.3.7.4Efeito da geometria molecular no momento dipolar.
3.1.3.7.5Polarizabilidade. Influência do tamanho da molécula
3.1.3.7.6Dipolos permanentes, instantâneos e induzidos.

3.1.4Ligações secundárias

3.1.4.1Forças de Van der Walls.

3.1.4.2Forças dipolo-dipolo. Influência do momento dipolar.

3.1.4.3Forças de dispersão ou London.

3.1.4.4Pontes de Hidrogénio.

3.1.4.5Efeito das ligações secundárias nas propriedades dos compostos

3.1.4.5.1Pontos de fusão e ebulição. Volatilidade
3.1.4.5.2Hidro e lipofilicidade

3.1.4.6O parâmetro de solubilidade de Hildebrand

3.1.4.7Parâmetros de solubilidade fraccionais.

3.1.4.7.1Triângulo de solubilidades (Gráfico de Teas).
3.1.4.7.2Limitações do triângulo de solubilidades.

3.2Estudo de grupos funcionais

3.2.1HIDROCARBONETOS ALIFÁTICOS

3.2.1.1Hidrocarbonetos saturados

3.2.1.1.1Nomenclatura.
3.2.1.1.2Grupos alquilo.
3.2.1.1.3Cicloalcanos.
3.2.1.1.4Variação dos Pontos de Fusão e Ebulição com o nº de carbonos na cadeia.
3.2.1.1.5Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.
3.2.1.1.6Diluentes. Os espíritos. Éteres e essências de petróleo.
3.2.1.1.6.1O White Spirit. Vantagens e inconvenientes
3.2.1.1.7Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.1.2Hidrocarbonetos alifáticos insaturados

3.2.1.2.1Nomenclatura.
3.2.1.2.2Cicloalquenos.
3.2.1.2.3Especial importância do grupo vinilo.
3.2.1.2.4Importância da presença de duplas ligações num composto.
3.2.1.2.5Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.
3.2.1.2.6Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.2Hidrocarbonetos aromáticos

3.2.2.1Benzeno. Estruturas de ressonância. Grupo fenilo.

3.2.2.2Nomenclatura.

3.2.2.3Derivados do Benzeno. Tolueno. Xileno.

3.2.2.4Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.2.5Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.2.6A polaridade comparada dos hidrocarbonetos entre si.


compostos com oxigénio

3.2.3Alcoóis

3.2.3.1Nomenclatura. Alcoóis primários, secundários e terciários. Alcoóis aromáticos.

3.2.3.2Importância das Pontes de Hidrogénio nas suas propriedades. Variação desta importância com o nº de carbonos da cadeia.

3.2.3.3Variação dos Pontos de Fusão e Ebulição com o nº de carbonos na cadeia.

3.2.3.4Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.3.5Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.3.6Presença da função alcool em compostos polifuncionais.

3.2.3.7Polialcoois

3.2.3.7.1O caso particular do glicerol (glicerina).

3.2.4Éteres

3.2.4.1Nomenclatura.

3.2.4.2Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.4.3Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.5Cetonas

3.2.5.1Nomenclatura.

3.2.5.2Variação dos Pontos de Fusão e Ebulição com o nº de carbonos na cadeia.

3.2.5.3Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.6Aldeídos

3.2.6.1Nomenclatura.

3.2.6.2Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.7Ácidos carboxílicos

3.2.7.1Nomenclatura.

3.2.7.2Nomes tradicionais.

3.2.7.3Comparação com os ácidos inorgânicos.

3.2.7.4Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.7.5Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.7.6Saponificação de um ácido orgânico. Sabões.

3.2.7.7Os ácidos orgânicos como constituintes principais das gorduras e óleos.

3.2.7.8Ácidos livres e ácidos esterificados.

3.2.8Ésteres

3.2.8.1Ligação éster.

3.2.8.2Nomenclatura.

3.2.8.3Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.8.4Posição no triângulo de solubilidades.

3.2.8.5Hidrólise de um éster. Hidrólise básica.

3.2.8.6Saponificação de um éster.

3.2.8.7As gorduras, óleos e ceras como exemplo de esteres de origem biológica.


compostos com Azoto

3.2.9Aminas

3.2.9.1Nomenclatura. Aminas primárias, secundárias e terciárias. Aminas cíclicas.

3.2.9.2Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.10Amidas

3.2.10.1Nomenclatura.

3.2.10.2Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.10.3Posição no triângulo de solubilidades.


compostos com Cloro

3.2.11Derivados halogenados dos hidrocarbonetos

3.2.11.1Nomenclatura.

3.2.11.2Nomes tradicionais e comerciais.

3.2.11.3Propriedades mais importantes do ponto de vista da arte e restauro.

3.2.11.4Posição no triângulo de solubilidades.

3.3Uso dos solventes orgânicos

3.3.1Factores a ter em conta na escolha de um solvente.

3.3.2Graus de pureza de um solvente.

3.3.3O perigo dos solventes orgânicos

3.3.3.1Toxicidade. Parâmetros de toxicidade. Classes de toxicidade.

3.3.3.2Flamabilidade. Flash point.

3.3.4Classes de solventes de Liliane Masschelein-Kleiner

3.3.4.1Mecanismo de acção de uma gota de solvente sobre uma superfície

3.3.4.2Capacidade de penetração. Classes de capacidade de penetração.

3.3.4.3Volatilidade-retenção. Classes de volatilidade-retenção.

3.3.4.4Classificação dos solventes combinando penetração e retenção.

3.3.5Interacções específicas.

3.3.6Solventes mais importantes utilizados em restauro organizados por grupo funcional. Suas propriedades, nomes tradicionais e comerciais, e utilização.

3.4Sistemas de limpeza mistos

3.4.1Emulsões

3.4.2Preparação de misturas de limpeza



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