CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS 1717 DEPTO. DE QUÍMICA GENERAL Y FÍSICO-QUÍMICA. 7o. NÚMERO DE HORAS/SEMANA Teoría 4 h. Práctica 2 h.

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1 CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS 1717 DEPTO. DE QUÍMICA GENERAL Y FÍSICO-QUÍMICA UBICACIÓN SEMESTRE 7o. TIPO DE ASIGNATURA TEÓRICO-PRÁCTICA NÚMERO DE HORAS/SEMANA Teoría 4 h. Práctica 2 h. CRÉDITOS 10 INTRODUCCIÓN. Este curso teórico-práctico tiene como finalidad estudiar la evolución de las transformaciones químicas y catalíticas en función del tiempo, con especial énfasis en la importancia de la experimentación en estos estudios. También pone de relieve la importancia que juega la catálisis heterogénea en la industria química de proceso. Objetivos Generales de Aprendizaje.. Al finalizar el curso, los alumnos: Describirán la evolución de las transformaciones químicas y catalíticas función del tiempo. Explicarán el carácter experimental del estudio de la cinética química y la catálisis. Describirán los métodos de cálculo que permiten el establecimiento de las ecuaciones de rapidez de las reacciones. Explicarán los modelos de interpretación a nivel molecular de los fenómenos cinéticos. Establecerán las ecuaciones de rapidez. Explicarán la importancia de la catálisis heterogénea en la industria química de proceso.

2 UNIDAD 1.- ANÁLISIS EMPÍRICO DE LA RAPIDEZ DE LAS REACCIONES. 12 h. Pondrán en evidencia las manifestaciones macroscópicas de la rapidez de reacción mediante actividades de carácter experimental. Establecerán las relaciones de dependencia sobre la rapidez de reacción y los factores que la determinan. Establecerán las ecuaciones de rapidez de reacción a partir de resultados experimentales para reacciones irreversibles, reversibles y complejas. Constatación de las manifestaciones macroscópicas de la rapidez de las reacciones químicas. Definición de rapidez de reacción. Forma de las ecuaciones de rapidez. Conceptos de orden de reacción y constante de la ecuación de rapidez. Métodos experimentales para la determinación de la rapidez de reacción. Análisis de la variación de la concentración en función del tiempo para reacciones irreversibles, reversibles y complejas. Métodos para el establecimiento de las estaciones de rapidez de reacción a partir datos cinéticos experimentales. UNIDAD. 2.- INTERPRETACIONES MOLECULARES DE LOS FENÓMENOS CINÉTICOS. 6 h. Establecerán modelos moleculares de interpretación del comportamiento cinético de sistemas reaccionales. Establecerán mecanismos de reacción a partir de datos cinéticos experimentales. Representaciones microscópicas de las transformaciones químicas. Concepto paso elemental molecularidad. Mecanismo de reacción. Establecimiento de mecanismos de reacción a partir de datos cinéticos experimentales. Concepto de paso limitante, estado estacionario y condición de quast-equilibrio.

3 UNIDAD 3.- TEORÍAS MOLECULARES DE LA CINÉTICA DE LAS REACCIONES, QUÍMICAS. 6 h. Objetivos. Explicarán la forma de las ecuaciones de rapidez y el significado que puede dársele a los parámetros cinéticos de las mismas, mediante algunas teorías moleculares. Teoría de las colisiones. Teoría del complejo activado. UNIDAD 4.- INTRODUCCIÓN A LA CATÁLISIS 4 h. Pondrán en evidencia la existencia del fenómeno catalítico en sistemas reaccionales. Manejarán información que indique la importancia de la catálisis heterogénea en la industria de proceso. Descripción y caracterización del fenómeno de catálisis. Clasificación de los sistemas catalíticos. Importancia de la catálisis heterogénea en la industria de proceso. UNIDAD 5.- A D S O R C I Ó N. 8 h. Distinguirán los principales tipos de adsorción, así como el cuantificar este fenómeno en términos del equilibrio y de su rapidez. Tipos de adsorción, isotermas de adsorción física y química. Establecimiento de las rapideces de adsorción.

4 UNIDAD 6.- CARACTERIZACIÓN DE CATALIZADORES SÓLIDOS. 7 h. Distinguirán y jerarquizarán las principales propiedades físicas de los catalizadores. Explicarán las bases físico-químicas de los métodos para la evaluación de estas propiedades. Calcularán estas propiedades a partir de resultados experimentales. Área superficial, teoría BET de adsorción en multicapa y método de evaluación. Textura porosa, teorías de penetración y mercurio, deserción, métodos de evaluación. Tipos de densidades y significado y evaluación de los catalizadores sólidos. UNIDAD 7.- ECUACIONES DE RAPIDEZ PARA SISTEMAS CATALÍTICOS GAS- SÓLIDO. 10 h. Establecerán modelos para sistemas catalíticos gas-sólido a partir de diferentes mecanismos de reacción. Cotejarán y determinarán estos modelos a la luz de datos cinéticos experimentales Desarrollo de los modelos Langmuir-Hinshelwood-Hougen Waston. Desarrollo de los modelos Mars-Van-Krevelen. Establecimiento de las ecuaciones de rapidez de reacción a partir de datos cinéticos experimentales.

5 BIBLIOGRAFÍA. Hemmes, G.C., PRINCIPLES DE CHEMICAL KINETICS Academic Press, (1975). Smith, J.M. CHEMICAL ENGINEERING KINETICS. 3 th.edition Mc.Graw Hill (1981). METODOLOGíA DE LA ENSEÑANZA. Se basará en exposiciones orales, con participación de los alumnos a base de preguntas. El curso se apoyará en las prácticas de laboratorio. EVALUACIÓN La calificación final consistirá en un 70% de la evaluación del curso teórico y el 30% restante a la calificación del laboratorio. Se deberá cubrir como mínimo, el 80% de las prácticas de laboratorio.