Prova Tecnicas de caracterizacao de materiais - Nota 10 - Pos Engenharia de Materiais

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Técnicas de caracterização de materiais
Professor(a): Diego Ruben Martin (Mestrado acadêmico)
1)
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A espectroscopia pode ser definida como uma técnica
de levantamento de dados físico-químicos por meio da
transmissão, absorção ou reflexão de energia radiante
incidente em uma amostra.
Com relação à espectroscopia na região do ultravioleta e
visível, assinale a alternativa correta.
Alternativas:
A espectroscopia UV-Vis é utilizada para análise do tipo
de microestrutura cristalina de materiais amorfos.
Não há necessidade de conhecer o material para realizar
a técnica.
A técnica analisa apenas a transmitância em que a
radiação eletromagnética atravessa a amostra.
A transmitância analisada se refere à quantidade de
energia absorvida pelo material.
A espectroscopia UV-Vis incide uma luz com
comprimento entre 190 e 800 nm em um material. 
CORRETO
Resolução comentada:
O princípio dessa técnica é incidir luz com
comprimento de onda entre 190 e 800 nm em um
material, e avaliar as alterações da onda incidida
após a sua interação com o material. Devido ao
comprimento de onda utilizado, a técnica é
denominada Espectroscopia no UV-Vis (ultravioleta
e visível). Além da transmitância, a análise pode ser
feita também em função da absorbância que se
refere à quantidade de energia absorvida pelo
material. É necessário conhecer o material que será
2)
Código da questão: 49785
É muito comum que para a análise e caracterização de
materiais sejam empregados procedimentos de análise
metalográfica, que consistem na preparação do corpo de
prova e na posterior análise superficial do material em
questão. Entretanto, para que seja possível realizar um
ensaio metalográfico é necessário seguir algumas etapas
essenciais.
Com relação aos passos que devem ser seguidos para a
realização de um ensaio metalográfico, classifique as
seguintes afirmações com V para verdadeiro e F para falso:
(__) Para aumentar a área de manuseio, recomenda-se
realizar o embutimento do corpo de prova. Para preparo
de materiais termo sensíveis e/ou frágeis, indica-se o
embutimento a frio.
(__) No processo de lixamento, as amostras devem ser
rotacionadas em 90° toda vez que houver a mudança de
lixas. A última lixa utilizada, antes do polimento, deve ser
com a menor granulometria, como por exemplo, lixa grana
80.
(__) O embutimento a quente é realizado utilizando um
material polimérico termorrígido denominado baquelite, e
deve-se atentar durante o processo à pressão utilizada
para que a amostra seja embutida corretamente.
(__) Para a realização da caracterização metalográfica é
necessário a utilização de reagentes para o ataque
químico. Esta etapa é imprescindível neste tipo de análise.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de
V e F.
Alternativas:
F – V – V – F.
F – V – F – V.
V – V – V – F.
V – F – V – F.  CORRETO
utilizado. A técnica é muito utilizada para
determinação da concentração de uma determinada
substância. Além disso, também é utilizada para
análise de tamanho e formato das substâncias.
3)
V – F – V – V.
Código da questão: 49778
A técnica de GPC pode ser utilizada para analisar e/ou
separar: polímeros, fármacos, petróleo, lubrificantes,
aditivos, agroquímicos, proteínas, enzimas, entre outros
materiais.
Com relação ao texto acima, analise as seguintes
afirmações:
I – Embora a técnica permita a separação dos materiais por
peso molecular, a técnica não é muito utilizada na
separação de polímeros.
PORQUE
II – É uma técnica relativamente demorada e de elevado
custo.Assinale a alternativa correta com relação às
afirmações acima:
Alternativas:
As duas afirmativas são falsas.
Apenas a afirmativa I é verdadeira.
As duas afirmativas são verdadeiras, mas a II não justifica
a I.
Apenas a afirmativa II é verdadeira.
As duas afirmativas são verdadeiras e a II justifica a I. 
CORRETO
Resolução comentada:
A segunda afirmação é falsa em razão da última lixa
a ser utilizada, antes do polimento, ser a lixa com
maior granulometria, como por exemplo, uma lixa
grana 1200. A quarta afirmação é falsa, pois algumas
informações obtidas na caracterização metalográfica
não são conseguidas após o ataque químico.
Resolução comentada:
A técnica de GPC pode ser utilizada para analisar
e/ou separar: polímeros, fármacos, petróleo,
lubrificantes, aditivos, agroquímicos, proteínas,
enzimas, entre outros materiais. Embora a técnica
permita a separação dos materiais por peso
4)
Código da questão: 49804
A técnica de análise de Cromatografia de Permeação de
Gel (GPC) pode ser utilizada na purificação dos polímeros.
Entretanto, esse processo é lento e de elevado custo,
sendo necessário uma demanda específica do polímero
com massa molar exata - nesses casos, a massa molar é
mais importante do que o custo do polímero, fatores a
serem analisados na seleção de materiais.
Com relação ao ensaio de Cromatografia de Permeação de
Gel (GPC), analise as seguintes afirmativas:
I – A técnica de GPC pode ser utilizada para analisar e/ou
separar: polímeros, fármacos, petróleo, lubrificantes,
aditivos, agroquímicos, proteínas, enzimas, entre outros
materiais.
II – A técnica de caracterização de GPC pode também ser
utilizada como método de refinamento da dispersão
molecular.
III – O ensaio de GPC é uma técnica que permite identificar
a microestrutura cristalina de um material amorfo, como
por exemplo os polímeros.
Assinale a alternativa correta com relação às afirmações
acima.
Alternativas:
Apenas II e III estão corretas.
Apenas I está correta.
Todas estão corretas.
Apenas I e II estão corretas.  CORRETO
Apenas III está correta.
molecular, a técnica não é muito utilizada na
separação de polímeros, pois é uma técnica
relativamente demorada e de elevado custo.
Resolução comentada:
As alternativas I e II são alternativas corretas. A
alternativa III está incorreta pois apresenta diversos
erros conceituais, uma vez que a técnica GPC não é
5)
Código da questão: 49802
A elevada magnificação do MEV se torna uma vantagem
devido à resolução que o feixe de elétrons permite obter.
Quando se fala de magnificação, está relacionado à
capacidade de ampliação da imagem, mesmo que se torne
“borrada”, ou seja, perca a sua nitidez.
Avalie as afirmativas a seguir quanto às vantagens da
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV):
I. Obtenção de informações topológicas (com elétrons de
baixa energia).
II. Elevada resolução (na ordem de 1 nm).
III. Construção da imagem ponto a ponto.
IV. Elevada profundidade de foco, permitindo obter
imagens com aparência 3D.
V. Custo reduzido das manutenções.
Assinale a alternativa que representa as afirmativas que
tratam apenas de vantagens do MEV:
Alternativas:
II - III.
III - IV.
I - II - V.
Apenas V.
I - II - III - IV.  CORRETO
Código da questão: 49780
utilizada para caracterizar microestrutura e também
pelo fato de materiais amorfos, como os polímeros,
não apresentarem estrutura cristalina.
Resolução comentada:
As afirmativas I, II, III e IV apresentam vantagens da
técnica MEV. Entre as desvantagens destacam-se:
custo dos equipamentos, custo elevado das
manutenções, preparo da superfície da amostra e
nível de instrução do operador.
6) A termogravimetria, ou análise termogravimétrica (TGA),
é uma técnica da análise térmica em que a variação da
massa da amostra (perda ou ganho) é determinada pela
função da temperatura e/ou tempo, enquanto a amostra é
submetida a uma programação controlada de temperatura.
Com relação à análise termogravimétrica, assinale a
alternativa correta.
Alternativas:
Os ensaios de termogravimetria limitam-se a uma
temperatura máxima de 500 °C, o que restringe os tipos
de materiais que podemser analisados por esta técnica.
As análises termogravimétricas são aquelas nas quais a
estrutura cristalina de um determinado material é
observada quando ele é submetido a um aquecimento
controlado.
Um dos limitantes da temperatura de realização de um
ensaio de TG é o material do porta amostra, sendo o de
platina mais termicamente estável que o de alumina.
O ensaio de termogravimetria é sempre realizado a uma
taxa de aquecimento variável, sendo esta constante
apenas quando ocorre perda de massa (variação
isotérmica).
Esta técnica possibilita conhecer as alterações que o
aquecimento pode provocar na massa de substâncias.
 CORRETO
Resolução comentada:
Alternativa “Esta técnica possibilita conhecer as
alterações que o aquecimento pode provocar na
massa de substâncias” está correta, pois as análises
termogravimétricas são aquelas nas quais a variação
na massa de um determinado material é observada
quando ele é submetido a um aquecimento
controlado.
Alternativa “As análises termogravimétricas são
aquelas nas quais a estrutura cristalina de um
determinado material é observada quando ele é
submetido a um aquecimento controlado” está
incorreta: a termogravimetria não possibilita analisar
a estrutura cristalina de um material.
Alternativa “O ensaio de termogravimetria é sempre
realizado a uma taxa de aquecimento variável, sendo
7)
Código da questão: 49795
Os reômetros rotacionais podem ser subdivididos em
três classes (devido à geometria da superfície rotacionada),
sendo a escolha de qual módulo usar dependente do tipo
de fluido, da faixa de viscosidade e da taxa de deformação.
Com relação aos tipos de reômetros rotacionais, classifique
as seguintes afirmações em verdadeiro (V) ou falso (F):
(__) Geometria de Couette: é utilizado para fluidos pouco
viscosos e para elevadas taxas de cisalhamento.
(__) Geometria de Couette: a viscosidade do fluido é
calculada na parede do cilindro e, quanto maior a
viscosidade, maior deve ser a área lateral do cilindro.
(__) Geometria Cone – Placa: é utilizado com escoamento
homogêneo (taxa de cisalhamento uniforme), mas não tem
limitante de viscosidade.
(__) Discos Paralelos: a taxa de cisalhamento pode ser
alterada pela velocidade de rotação ou pela distância entre
as placas, ampliando a faixa de ensaio, sendo mais
apropriado para dispersões.
(__) Discos Paralelos: a taxa de cisalhamento depende da
posição radial do disco.
Assinale a alternativa que contém a sequência correta de V
e F:
Alternativas:
esta constante apenas quando ocorre perda de
massa (variação isotérmica)” está incorreta: a taxa de
variação de temperatura deve ser constante em
ensaios de termogravimetria (normalmente utiliza-se
entre 5 a 15°C/min).
Alternativa “Os ensaios de termogravimetria
limitam-se a uma temperatura máxima de 500 °C, o
que restringe os tipos de materiais que podem ser
analisados por esta técnica” está incorreta: ensaios
de termogravimetria podem ser realizados a
temperaturas superiores a 1000 °C.
Alternativa “Um dos limitantes da temperatura de
realização de um ensaio de TG é o material do porta
amostra, sendo o de platina mais termicamente
estável que o de alumina” está incorreta: a alumina é
mais termicamente estável que a platina.
8)
F – V – F – V – F.
V – F – F – V – V.
V – F – V – V – F.  CORRETO
V – V – F – F – V.
F – V – V – V – F.
Código da questão: 49809
A análise termogravimétrica (TG) tem como variáveis do
ensaio: porta amostra utilizado, massa inicial da amostra,
curva de aquecimento, fluxo de gás. Com relação às
variáveis citadas, analise a sentença a seguir.
O fluxo de gás é responsável por retirar os voláteis do
experimento. O fluxo de ar é baixo, entre __________,
utilizando um gás __________, ou seja, que __________ com a
amostra e nem com o equipamento, como o __________. É
importante que esse gás não contenha oxigênio, uma vez
que o oxigênio, a elevadas temperaturas, apresenta um
poder oxidativo.
Assinale a alternativa que contém os termos que
preenchem corretamente as lacunas do texto na ordem
correta.
Alternativas:
10 e 15 mL/min; ativo; reage; dióxido de carbono.
5 e 10 mL/min; inerte; reage; argônio.
25 e 50 mL/min; inerte; não reage; argônio. 
CORRETO
35 e 70 mL/min; ativo; reage; dióxido de carbono.
20 e 25 mL/min; ativo; não reage; argônio.
Resolução comentada:
A segunda afirmativa é falsa: a viscosidade do fluido
é calculada na parede do cilindro e, quanto menor a
viscosidade, maior deve ser a área lateral do cilindro.
A quinta afirmativa é falsa: Discos Paralelos – a taxa
de cisalhamento não depende da posição radial do
disco.
Resolução comentada:
9)
Código da questão: 49796
A espectroscopia na região do Infravermelho com
transformada de Fourier (IVTF), ou espectroscopia IV, tem
uma larga faixa de aplicações que vai desde a análise de
moléculas pequenas até sistemas complexos como células
e tecidos.
Fonte: BERTHOMIEU, C.; HIENERWADEL, R. Fourier
transform infrared (FTIR) spectroscopy. Photosynth. Res., [S.
l.], v. 101, n. 2-3, p. 157-170, 2009.
Com relação à espectroscopia de infravermelho, analise as
seguintes afirmações:
I – Permite a análise de grupos funcionais inorgânicos, é
uma técnica muito utilizada na indústria farmacêutica.
II – Apresenta espectros únicos, a análise do espectro é
realizada em cima de um banco de dados de espectro de
outras amostras (conhecidas como amostras padrão, por
sua elevada pureza).
III – O ensaio pode ser realizado em amostras de todo tipo:
líquidas, gasosas ou sólidas.
IV – Assim como na Espectroscopia no UV-Vis, a resposta
do FT-IR pode ser de acordo com a transmitância ou
absorbância da luz, sendo mais comum utilizar a
transmitância (por isso é interessante pastilhas de KBr
transparentes).
Agora, com relação às afirmações acima, assinale a
alternativa correta:
Alternativas:
Apenas I, II e III estão corretas.
Apenas II e IV estão corretas.
Apenas II, III e IV estão corretas.  CORRETO
Apenas I e IV estão corretas.
Todas estão corretas.
O fluxo de gás utilizado no ensaio deve ser baixo,
variando entre 25 e 50 mL/min. Além disso, o gás
utilizado deve ser inerte, ou seja, não pode reagir
com a atmosfera e nem com o equipamento. Para
isso, normalmente utiliza-se o gás argônio.
10)
Código da questão: 49787
A análise termogravimétrica (TGA) é uma técnica
dinâmica na qual a perda de peso de uma amostra é
medida continuamente, enquanto a temperatura é
aumentada a uma taxa constante. Alternativamente, a
perda de peso pode ser medida como uma função do
tempo a uma temperatura constante. O principal uso do
TGA na aplicação para polímeros está no estudo da sua
estabilidade e decomposição térmica. Outras aplicações
incluem a determinação da estabilidade térmica e
composição de compostos intermediários que possam
formar o polímero, composição de resíduos se presentes,
extensão da cura em polímeros de condensação,
composição e alguma informação sobre a distribuição das
sequências de monômeros nos copolímeros, entre outras
aplicações.
Fonte: ALMEIDA, G. S. G. de; SOUZA, W. B. de. Engenharia
dos polímeros: tipos de aditivos, propriedades e aplicações.
1. ed. São Paulo: Érica, 2015, p. 175.
Com relação à análise termogravimétrica (TGA), analise a
Figura e as seguintes afirmações.
Figura – Curva TGA/DTG do sebo bovino
Fonte: OLIVEIRA, L. E.; SILVA, M. L. C. P. da. Análise da
estabilidade oxidativa por termogravimetria (TGA) do sebo
bovino e óleo visceral de Tilápia para produção de
biodiesel de 2º geração. XX Congresso Brasileiro de
Engenharia Química, Florianópolis, 2014. I - A primeira
Resolução comentada:
As alternativas II, III e IV são alternativas corretas. A
alternativa I está incorreta, pois é uma técnica muito
utilizada na indústria farmacêutica por permitir a
análise de grupos funcionais orgânicos.
etapa ocorre no intervalo de temperatura de 107 a 236 °C,
com pico da DTG igual a 139 °C e 3% de perda de massa.
PORTANTO II – A temperatura de início de degradação
térmica (Tonset) é igual a 139 °C. Assinale a alternativa
correta com relação às afirmações acima
Alternativas:As duas afirmativas são verdadeiras, mas a II não justifica
a I.
Apenas a afirmativa I é verdadeira.  CORRETO
As duas afirmativas são verdadeiras e a II justifica a I.
Apenas a afirmativa II é verdadeira.
As duas afirmativas são falsas.
Código da questão: 49799
Resolução comentada:
A primeira afirmativa é verdadeira.
A segunda afirmativa é falsa porque: a temperatura
de início de degradação térmica (Tonset) é igual a
107 °C.
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