Fichas de asignaturas 2007-08
CÓDIGO | NOMBRE | |
Asignatura | 205013 | TERMODINÁMICA Y CINÉTICA QUÍMICA APLICADAS |
Titulación | 0205 | INGENIERÍA QUÍMICA |
Departamento | C122 | INGEN. QUIMICA, TECNOL. DE ALIMENTOS Y TECN. DEL MEDIO AMBIENTE |
Curso | 2 | |
Duración (A: Anual, 1Q/2Q) | A | |
Créditos ECTS | 7,1 |
Créditos Teóricos | 6 | Créditos Prácticos | 3 | Tipo | Troncal |
INSTRUMENTALES: - Resolución de problemas PERSONALES: - Razonamiento crítico - Trabajo en equipo SISTÉMICAS: - Aprendizaje autónomo - Habilidad para trabajar de forma autónoma - Iniciativa y espíritu emprendedor
Cognitivas(Saber):
- Analizar, modelizar y calcular sistemas con equilibrio de fases y/o con reacción química - Aplicar los conocimientos de matemáticas, física, química e ingeniería
Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):
- Calcular
Actitudinales:
- Confianza - Decisión - Disciplina - Honestidad - Iniciativa - Participación - Respeto a los demás - Responsablidad
El alumno debe ser capaz de: Identificar ecuaciones de estado (EOS) cúbicas y generalizadas. Calcular volúmenes molares de cualquier compuesto puro. Identificar propiedades de compuestos puros, de compuestos en sistemas multicomponentes y de fases Identificar propiedades de la fase líquida y de la fase vapor Calcular composiciones de equilibrio de sistemas binarios bifásicos aplicando la Ley de Raoult modificada. Desarrollar las expresiones para estimar las composiciones de fases en equilibrio. Describir el procedimiento para obtener la expresión de la constante de equilibrio en sistemas reaccionantes en función de la temperatura. Proponer un mecanismo razonable para una reacción química dada en fase homogénea y ser capaz de calcular su expresión cinética correspondiente en forma integrada. Calcular el valor de las constantes de una ecuación cinética dada en fase homogénea y ser capaz de proponer un procedimiento experimental y de cálculo adecuado. Determinar la identidad de todas las etapas cinéticas existentes en una reacción química dada en fase heterogénea, a partir de la información experimental necesaria, y ser capaz de establecer la etapa controlante de la velocidad global del proceso. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema sólido-fluido no catalítico y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema fluido-fluido y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes. Determinar el valor de las constantes cinéticas para una reacción química dada de un sistema sólido-fluido catalítico y ser capaz evaluar la importancia relativa de cada etapa, a partir del manejo de los números adimensionales correspondientes.
a) TERMODINÁMICA. T1.-Propiedades volumétricas de fluidos puros. Comportamiento PVT de las sustancias puras. Ecuación del virial. Aplicaciones de la ecuación del virial. Gas ideal. Funciones de estado cúbicas. Correlaciones generalizadas y factor acéntrico. T2.-Propiedades termodinámicas de fluidos puros. Propiedades termodinámicas. Relaciones entre propiedades termodinámicas. Determinación de las variaciones de las propiedades con la presión y la temperatura. Propiedades residuales. Diagramas termodinámicos. Tablas de propiedades termodinámicas. T3.-Propiedades termodinámicas de las mezclas homogéneas. Propiedades molares parciales y potencial químico. Fugacidad y coeficiente de fugacidad. Estimación de la fugacidad de gases y líquidos. Disoluciones ideales y no ideales. Actividad y coeficiente de actividad. Estados de referencia. Propiedades en exceso. T4.-Equilibrio de fases. Naturaleza del equilibrio. Criterios de equilibrio. La regla de las fases. Diagramas de fases. Equilibrio líquido-vapor y gas- líquido. Equilibrio líquido-líquido. Equilibrio sólido-fluido. Procedimientos de estimación de los equilibrios de fases. T5.-Equilibrio químico. Criterios de equilibrio en reacciones químicas. Cambios en la energía libre y constante de equilibrio. Efectos de la temperatura y presión. La regla de las fases para el equilibrio químico. Procedimientos de estimación del equilibrio en sistemas reaccionantes. b) CINÉTICA. T6.-Cinética homogénea. Definiciones de velocidad de reacción. Ecuación estequiométrica y ecuación cinética. Mecanismos de reacción. Dependencia de la velocidad con la concentración y la temperatura. Teorías moleculares. Aproximación de Arrhenius. T7.-Métodos de análisis de datos cinéticos. Métodos integral y diferencial. Sistemas de volumen o densidad constante. Sistemas de volumen o densidad variable. Aplicaciones: reacciones irreversibles de tipo potencial, reacciones reversibles, reacciones múltiples, reacciones autocatalíticas, catálisis ácido- base, catálisis enzimática. T8.-Cinética heterogénea. Etapas físicas de transporte de materia. Teoría de la capa límite y de la doble película. Velocidad global del proceso. Esquemas de reacciones heterogéneas: etapas controlantes. T9.-Reacciones heterogéneas sólido-fluido no catalíticas. Modelos de reacción. Modelo del núcleo sin reaccionar: partículas de tamaño constante y partículas de tamaño decreciente. Evaluación experimental de la etapa controlante. T10.-Reacciones heterogéneas fluido-fluido no catalíticas. Regímenes cinéticos. Expresión general de la velocidad. Factor de mejora. Determinación de la etapa controlante. Evaluación del factor de mejora. T11.-Reacciones catalíticas sólido-fluido. Naturaleza de las reacciones catalíticas. Mecanismos de las reacciones catalíticas. Velocidad de las etapas de reacción superficial: adsorción, reacción y desorción. Ecuación global de la reacción superficial: etapas controlantes. Transferencia intragranular de materia y reacción superficial en un poro. Velocidad global del proceso.
Test de autoevaluación, ejercicios en clase y propuestos, lecturas recomendadas, seminarios
En los créditos teóricos de la asignatura, el profesor lleva el peso de la misma, fomentando la participación de los alumnos. En los créditos prácticos, el peso de la asignatura recae en los alumnos, siendo el profesor el que propone el trabajo y orienta al alumno para su resolución, potenciando capacidades y habilidades como la resolución de problemas, el trabajo en equipo, comunicación oral y escrita, capacidad para aplicar la teoría a la práctica, etc. Además, el alumno dispondrá del aula virtual para un desarrollo más adecuado de la asignatura. En ella se incluirán hojas de problemas, transparencias, enlaces de interés, artículos científicos, ...
Nº de Horas (indicar total): 196.6
- Clases Teóricas: 42.0
- Clases Prácticas: 30.0
- Exposiciones y Seminarios: 10
- Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
- Colectivas:
- Individules:
- Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
- Con presencia del profesorado: 5
- Sin presencia del profesorado: 3
- Otro Trabajo Personal Autónomo:
- Horas de estudio: 46.6
- Preparación de Trabajo Personal: 22.5
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- Realización de Exámenes:
- Examen escrito: 37.5
- Exámenes orales (control del Trabajo Personal):
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Otros (especificar):
Test de seguimiento, test de autoevaluación, preguntas cortas, |
La asistencia a clase es obligatoria, no siendo posible faltar a más del 25% de los créditos totales de la asignatura para acogerse al plan piloto. Se realizará una evaluación continua del alumno mediante la calificación de las distintas actividades propuestas en cada cuatrimestre y además habrá dos parciales eliminatorios. En cada cuatrimestre, las actividades propuestas constituirán hasta el 40% de la calificación y el examen parcial hasta un 60%. Para superar un cuatrimestre es necesario obtener como mínimo cinco puntos sobre diez en el examen parcial y en el conjunto de actividades. Será posible compensar con un mínimo de 4,5 puntos. El alumno que no supere uno o ninguno de los cuatrimestres, tiene la posibilidad de presentarse a un examen final. Regirán los mismo criterios de calificación que en los parciales.
a) Termodinámica. ·Daubert, T.E.: "Chemical Engineering Thermodynamics". McGraw-Hill (1985). ·Kyle, B.G.: "Chemical and Process Thermodynamics". Prentice-Hall (1992). ·Reid, R.C.; Prausnitz, J.M. y Sherwood, T.K.: "The Properties of Gases and Liquids". McGraw-Hill (1987). ·Smith, J.M.; van Ness, H.C. y Abbott, M.M: "Introducción a la termodinámica en Ingeniería Química". McGraw-Hill (1997). ·Walas, S.: "Phase Equilibria in Chemical Engineering". Butterworth Pub. (1985). b) Cinética. ·González, J.R. et al. "Cinética Química Aplicada", Síntesis (1999). ·Hill, C.G. "Chemical Engineering Kinetics and Reactor Design". Willey (1977). ·Izquierdo, J.F.; Cunill, F.; Tejero, J.; Iborra, M.; Fité, C. "Cinética de las Reacciones Químicas", Universitat de Barcelona (2004). ·Izquierdo, J.F.; Cunill, F.; Tejero, J.; Iborra, M.; Fité, C. "Problemas resueltos de Cinética de las Reacciones Químicas", Universitat de Barcelona (2004). ·Levenspiel, O. "El Omnilibro de los Reactores Químicos", Reverté (1985). ·Levenspiel, O. "Ingeniería de las Reacciones Químicas", Reverté (1987). ·Smith, J.M. "Ingeniería de la Cinética Química". Compañía Ed. Intercontinental (1977).
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