Profesorado

Juan Antonio Poce Fatou

Situación

Prerrequisitos

Conocimientos matemáticos básicos sobre resolución de derivadas y
cálculo
integral.

Contexto dentro de la titulación

En esta asignatura se describen los principios fisicoquímicos que
caracterizan
a estados y procesos naturales. Estos principios constituyen los
conocimientos
básicos para interpretar la naturaleza y para afrontar, en asignaturas
posteriores, conocimientos aplicados en el marco de actividades
técnico-
industrial.

Recomendaciones

En atención a los prerrequisitos, se recomienda a los alumnos repasar
aquellos
principios matemáticos básicos.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Análisis y síntesis.
Expresión oral.
Expresión escrita.
Conocimiento en inglés.
Razonamiento crítico.
Gestión de la información.
Gestión del tiempo.
Resolución de problemas.
Compromiso ético y medioambiental.
Aprendizaje autónomo.
Capacidad de aplicar conocimientos a la práctica.
Creatividad.
Automotivación.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Capacidad para aunar conocimientos matemáticos, físicos y químicos
  en la resolución de problemas y en la interpretación de la
  naturaleza.

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  Capacidad de deducción e inducción.
  Capacidad de análisis y síntesis.
  Capacidad de aplicar conocimientos teóricos a la práctica.
  Resolución de problemas.
  

• Actitudinales:

  Creatividad.
  Sensibilidad social.
  Responsabilidad.
  

Objetivos

•  Dotar al alumno de los principios fisicoquímicos necesarios para
interpretar los fenómenos naturales y las características básicas del
mundo que
nos rodea.
•  Observar cómo los principios que rigen estos procesos naturales
son los
que gobiernan las operaciones y actividades propias de la actividad
industrial.

Programa

Tema 1. TERMODINÁMICA DE SISTEMAS SIMPLES

•  Fisicoquímica
•  Termodinámica
•  Sistemas, Entorno y Universo
•  Equilibrio
•  Procesos reversibles e irreversibles
o  Proceso de relajación
o  Proceso cuasiestático
•  Magnitudes intensivas y extensivas
•  Función de estado
•  Ecuación de estado
•  El Gas Ideal y estados de agregación
•  Calor
o  Capacidad calorífica
o  Medida del calor
Calorímetro ideal
Calorímetro real
•  Equivalente en agua del sistema calorimétrico
•  Trabajo P-V. Trabajo irreversible y trabajo reversible
•  Criterio de signos IUPAC
•  Primer principio de la termodinámica
•  Procesos a volumen constante
•  Procesos a presión constante: Entalpía
•  Relación entre capacidades caloríficas para un gas ideal
•  Procesos reversibles con gases ideales
o  Cambio de volumen a presión constante
o  Cambio de presión a volumen constante
o  Cambio isotérmico
o  Cambio adiabático
•  Procesos que incumben cambios de fase
•  Gases reales
o  El experimento de Joule. Coeficiente de Joule
o  El experimento de Joule – Thomson. Coeficiente de Joule - Thomson
•  Entropía: una función de estado
•  Flujo espontáneo de calor
o  Enunciado general de la 2º principio de la termodinámica
•  Cálculo de variaciones de entropía
o  Proceso en un gas ideal desde (T1,V1) hasta (T2,V2)
o  Proceso desde (T1,V) hasta (T2,V)
o  Proceso desde (T1,P) hasta (T2,P)
o  Cambio de fase reversible a T y P constante
o  Proceso irreversible
•  La condición de equilibrio en términos de variables del sistema
o  Equilibrio a T y V constante: Función de Helmholtz (A)
Función de trabajo a T constante
o  Equilibrio a T y P constante: Función de Gibbs (G)
Función de trabajo a P y T constante: WNO-PV
•  Entropía de mezcla de gases ideales
•  Ecuaciones de Gibbs
o  Relación de reciprocidad de Euler
Relaciones de Maxwell
•  Medida experimental de funciones de estado
o  Definiciones
Coeficiente de dilatación cúbica
Coeficiente de compresibilidad isotérmica
o  U como función de T y V
o  H como función de T y P
o  S como función de T y P
o  G como función de T y P
o  A como función de T y V
o  Relación entre capacidades caloríficas
o  Coeficiente de Joule
o  Coeficiente de Joule-Thompson

Tema 2. EQUILIBRIO DE FASES

•  Sistemas puros
o  El potencial químico en el equilibrio de fases
o  Diagrama de fases
o  La regla de las fases
Fases y grados de libertad
o  Análisis del diagrama de fases del agua a presión moderada
Áreas, líneas y punto triple
Ecuación de Clapeyron
Equilibrio sólido – líquido
Equilibrio sólido – vapor
Equilibrio líquido – vapor
Estado metaestable
Fluido supercrítico
Cambios de fase a P ó T constante
o  Gases reales
Factor de compresión
Coordenadas reducidas
Principio de los estados correspondientes
o  Presión de vapor
Medida experimental en sistemas cerrados
Ecuación de Clausius-Clapeyron
Entropía de vaporización: la regla empírica de Trouton
•  Sistemas binarios
o  Disoluciones constituidas por disolvente volátil y soluto no
volátil
Soluto, disolvente y solubilidad
Propiedades coligativas
•  Disminución de la presión de vapor
o  La ley de Raoult: disolución ideal
•  Aumento de la temperatura de ebullición
•  Disminución de la temperatura de fusión
•  Presión osmótica
o  Disolución ideal de dos componentes volátiles
o  Disoluciones reales
Desviaciones del comportamiento ideal
Ley de Henry: disolución diluida ideal
•  Solubilidad de gases en líquidos
Fugacidad y Actividad
Equilibrio líquido – vapor
•  Diagramas P vs x,y a temperatura constante
o  Análisis cualitativo
Línea del punto de burbuja
Curva del punto de rocío
o  Análisis cuantitativo
Regla de la palanca
•  Diagramas T vs x,y a presión constante
o  Destilación
o  Columnas de destilación
o  Azeótropos

Tema 3. INTERFASE LÍQUIDA

•  Tensión superficial
o  Concepto de tensión superficial
o  Métodos para medir la tensión superficial
Ascenso capilar. Mojado y repelencia
Medida de la presión máxima sobre una burbuja
La placa de Wilhelmy
o  Efectos de la tensión superficial en la presión de vapor. Ecuación
de
Kelvin
Gotas y burbujas de pequeño tamaño
Sobresaturación

Tema 4. TERMOQUÍMICA

•  Concepto de reacción química
o  Mol de reacción
•  Entalpía normal de reacción, rHº
•  Entalpía normal de formación, fHº. Formas de referencia
•  Cálculo de entalpías de reacción a partir de entalpías de formación
•  Determinación de las entalpías normales de formación
o  Calorimetría directa
Bomba calorimétrica adiabática o calorímetro a volumen constante
Calorímetro a presión constante
o  Calorimetría indirecta
o  Medidas por estudio de la variación de la constante de equilibrio
con la
temperatura
•  Calculo de entalpías normales a temperaturas diferentes de las
tabuladas
•  Entalpía de formación normal convencional

Tema 5. EQUILIBRIO QUÍMICO

•  Potencial químico en una reacción química
o  Extensión de la reacción
o  Energía de Gibbs de reacción (rG)
o  Consideraciones sobre el equilibrio químico entre gases ideales
Expansión de un gas ideal a T constante
Reacción química entre gases ideales
•  Constantes de equilibrio: Kºp, Kºc y Kx
o  Expresión de acción de masas
•  Equilibrio en un sistema de gases reales
•  Equilibrio en disolución líquida
•  Equilibrio heterogéneo
o  Producto de solubilidad
•  Dependencia de la constante de equilibrio respecto a la presión
o  Respuesta del equilibrio entre gases ideales a los cambios de
presión (T
constante)
Adición de un gas inerte
Adición de un gas reactivo
Variación del volumen
•  Dependencia de la constante de equilibrio respecto a la temperatura
o  Ecuación de Gibbs-Helmholtz
Ecuación de van’t Hoff
•  Respuesta del equilibrio entre gases ideales a los cambios de
temperatura
•  Acoplamiento de reacciones
o  Acoplamiento catalizado

Tema 6. ELECTROQUÍMICA

•  Equilibrio químico en procesos de electrodo
•  Células galvánicas
o  La pila Daniell
o  Ánodo. Oxidación
o  Cátodo. Reducción
o  Tabique poroso
Potencial de unión líquida
o  Puente salino
o  Potencial estándar de electrodo
Electrodos de referencia
•  El electrodo de hidrógeno
•  El electrodo Ag/AgCl
o  Potencial estándar de la pila Daniell
o  Potencial estándar de reducción. Tabulación
o  Diferencia de potencial en una célula galvánica en condiciones no
estándar
Ecuación de Nernst
Medida experimental de potenciales de equilibrio
o  Utilidad de las células galvánicas
•  Célula electrolítica
o  Sobrepotencial
o  Electrolisis industrial
Síntesis Cl2 / NaOH
Electrodiálisis
Producción de Al
Galvanostegia (electroplating)
•  Pilas comerciales
o  Pila Leclanché
Variante salina
Variante alcalina
o  Pila botón de Hg
o  Pila recargable de Ni-Cd
o  Acumulador de Pb
o  Pilas de combustible
o  Requerimientos de una fuente de alimentación
•  Fundamentos de corrosión
o  Métodos para evitar la corrosión
Aislamientos eléctricos
Protección catódica
Polarización del mecanismo electroquímico

Tema 7. CINÉTICA QUÍMICA

•  Cinética y Equilibrio
•  Factores que influyen en la velocidad de una reacción
o  Concentración
o  Grado de división (superficie) de los reactivos
o  Temperatura
Distribución de Maxwell-Boltzmann
•  Velocidad de una reacción química
o  Velocidad promedio e instantánea
o  Formas de expresión
•  Ley cinética y orden de reacción
•  Determinación experimental de leyes cinética
o  Reactor discontinuo a volumen constante
Método integral
•  Cinética de primer orden
•  Cinética de segundo orden
•  El tiempo de vida media
o  Método integral del tiempo de vida media
•  Inconvenientes del método integral
Método diferencial
•  Método de la velocidad inicial
•  Mecanismos de reacción
o  Etapa elemental
o  Molecularidad
o  Relación entre la constante de equilibrio y las constantes
cinéticas
o  Cálculo de leyes cinéticas a partir del mecanismo
Método de la etapa determinante
Aproximación del estado estacionario
o  Información sobre el mecanismo de una reacción a partir de la ley
cinética
•  Catálisis homogénea
o  Catálisis ácido-base
o  Catálisis enzimática
•  Catálisis heterogénea
o  Fisisorción y Quimisorción

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total):

• Clases Teóricas:  
• Clases Prácticas:  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas:  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado:  
  • Sin presencia del profesorado:  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio:  
  • Preparación de Trabajo Personal:  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 3  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Criterios y Sistemas de Evaluación

Examen de contenidos en convocatoria oficial.

Recursos Bibliográficos

Atkins y de Paula; Atkins Química Física. Editorial Médica Panamericana.
8ª Ed. 2008.
Engel, T., Reid, P.; Química Física. Pearson. Addison Wesley. 1ª Ed. 2006.
Levine, I. N.; Fisicoquímica. MacGraw-Hill. 5ª Ed. 2004.

Petrucci, R. H., Hardwood, W. S., Herring, F. G.; Química General. Pearson
Prentice Hall. 8ª Ed. 2003.
Atkins, P., Jones, L.; Principios de Química. Los Caminos del
Descubrimiento.
Editorial Médica Panamericana. 3ª Ed. 2006.

Ruiz Sánchez, J. J.; Cuestiones de termodinámica química. Servicio de
publicaciones de la Universidad de Córdoba. 2ª Ed. 1999.