Máster Universitario en Química MATERIALES Y MEDIOAMBIENTE. Curso

Transcripción

1 1. Datos Descriptivos de la Asignatura Asignatura: Materiales y medioambiente Código: Centro: Facultad de Química - Titulación: Máster Universitario en Química - Plan de Estudios: Rama de conocimiento: Ciencias - Curso: Único - Carácter: Obligatoria - Duración: Primer cuatrimestre - Créditos ECTS: 3 - Horario: - Web de la asignatura: - Idioma: Castellano 2. Requisitos Se requieren conocimientos básicos de Termodinámica Química y Electroquímica. 3. Profesorado que imparte la asignatura Coordinación / Profesora: Elena Pastor Tejera - Grupo: Único - Lugar Tutoría: Despacho 12, Departamento de Química Física. 3ª planta de la Facultad de Química - Horario Tutoría: L, M y X de 12:00 h a 14:00 h - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: epastor@ull.edu.es Profesor: José Morales Marina - Grupo: Único - Lugar Tutoría: Despacho 3, Departamento de Química Física, 3ª planta de la Facultad de Química - Horario Tutoría: L, M, X y J de h a h - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: jmorales@ull.es Profesor: José Luis Rodríguez Marrero - Grupo: Único - Lugar Tutoría: Despacho 16, Departamento de Química Física, 3ª planta de la Facultad de Química - Horario Tutoría: L, M, X y J de 14:30 a 16:00 horas. - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: jlrguez@ull.es

2 4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios - Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: Se encuadra dentro del módulo de Química Aplicada. - Perfil Profesional: Esta asignatura pretende dar una visión general de la importancia de los procesos electroquímicos en el medioambiente considerando el comportamiento de los materiales metálicos, las causas de los ataques corrosivos y estudiando la velocidad de algunos de estos procesos. Además, los alumnos podrán entender las diferencias en las actividades electrocatalíticas entre las superficies policristalinas, monocristalinas y las nanopartículas. Por último, los alumnos conocerán la importancia del hidrógeno como vector energético, los distintos tipos de pilas de combustible y sus aplicaciones. 5. Competencias CB6 CB9 CG1 CE11 CE12 CE15 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación. - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones - y los conocimientos y razones últimas que las sustentan - a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades. - Tener habilidad en el empleo de las principales fuentes de información y documentación, incluyendo el manejo de bases de datos e Internet. - Conocer los principios de la Química Física de Superficies y sus aplicaciones. - Comprender los principios que rigen la degradación de los materiales metálicos y aplicar estos conocimientos a la estimación del estado de conservación y la vida útil de diferentes materiales en condiciones similares a las de servicio. - Aplicar los conocimientos de la Electrocatálisis a la solución de problemas energéticos y medioambientales. - Elaborar una memoria clara y concisa de los resultados de su trabajo y de las conclusiones obtenidas. 6. Contenidos de la asignatura Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura Teoría: Tema 1.- Corrosión química y electroquímica. Implicaciones medioambientales. Aspectos termodinámicos y cinéticos. Corrosión a elevadas temperaturas. Corrosión galvánica. (2T) Tema 2.- Pasividad. (2T) Tema 3.- Métodos electroquímicos para la medida de la velocidad de corrosión. (2T) Tema 4.- Protección electroquímica de los metales frente a la corrosión. Inhibidores de la corrosión y recubrimientos protectores. (2T) Tema 5.- Introducción a la Electrocatálisis. Implicaciones medioambientales. Superficies monocristalinas, policristalinas y nanopartículas: propiedades electrocatalíticas. Variación de la actividad electrocatalítica por modificación superficial. (2T) Tema 6.- Técnicas espectroeletroquímicas en Electrocatálisis: espectrometría de masas diferencial electroquímica (DEMS) y espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier adaptada a sistemas electroquímicos (FTIRS in situ ). (2T) Tema 7.- El sistema energético actual. El hidrógeno vector energético. Economía del hidrógeno. Producción, almacenamiento y transporte del hidrógeno. (2T) Tema 8.- Las pilas de combustible. Aspectos termodinámicos. Clasificación. Generación y cogeneración. Aplicaciones. (2T) Seminarios: Seminario 1.- Construcción del Diagrama de Poirbaix del Zn y Cu. (1S) Seminario 2.- Determinación de velocidades de corrosión en los diferentes tipos de procesos de degradación. (1S) Programa de prácticas: Práctica 1.- Determinación de la vida en servicio de diferentes materiales. (2,5P) Práctica 2.- Demostración de la aplicación de la técnica DEMS a la Electrocatálisis. (2,5P) Práctica 3.- Demostración de la aplicación de la técnica FTIRS a la Electrocatálisis. (2,5P) Práctica 4.- Componentes y funcionamiento de una celda de combustible PEM. (2,5P) Actividades a desarrollar en inglés Todo el material que se utilice en los Seminarios estará en inglés. Asimismo, durante las clases y prácticas los alumnos deberán utilizar trabajos de investigación que están en inglés.

3 7. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante Descripción La metodología a aplicar en esta asignatura consistirá en: - Clases magistrales. Se desarrollarán en 16 sesiones de una hora (14 en aula y 2 virtualizadas), dónde se explicarán los aspectos básicos del temario con la finalidad de facilitar la comprensión y aplicación de los procedimientos específicos de la asignatura, así como que el alumno disponga de información actualizada y bien organizada procedente de diversas fuentes que en algunos casos puede resultarle de difícil acceso En la explicaciones se hará uso de los medios audiovisuales disponibles, principalmente el cañón de proyección, además de material impreso, etc. Todas las presentaciones utilizadas en las clases magistrales estarán a disposición de los alumnos en el aula virtual. - Prácticas en el laboratorio. Se realizarán 4 prácticas de laboratorio en cinco sesiones de 2,5 horas (2 en el laboratorio y 0.5 virtualizada). Aquí se incluye un seminario de introducción y otro de conclusiones y la realización de las prácticas con el seguimiento y apoyo del profesor. En las prácticas se abordarán la preparación de muestras, el aprendizaje del funcionamiento de aparatos, la aplicación de técnicas e instrumentos, análisis de los resultados obtenidos, etc. Una vez finalizadas las clases de laboratorio, los alumnos elaborarán un informe detallado de las prácticas realizadas, presentando un análisis crítico de los resultados obtenidos y las conclusiones alcanzadas. Tanto los guiones de las prácticas como toda la información necesaria para su realización estará disponible en el aula virtual de la asignatura - Seminarios. De acuerdo con el programa, se llevarán a cabo 2 seminarios de una hora dedicados a actividades monográficas supervisadas con participación compartida (profesores y estudiantes). La finalidad es construir conocimiento a través de la interacción y la actividad de los estudiantes. Se trabajará sobre diferentes aspectos: planteamiento y resolución de casos, resolución de problemas por parte de los alumnos, puesta en común de resultados, profundización sobre un tema, exposiciones orales de los alumnos, etc. El aula virtual de la asignatura recogerá toda la información necesaria para la realización de los seminarios. - Tutorías. Se prevé la realización de 2 sesiones de tutorías de una hora, a la mitad y al final del periodo, con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas presentados en las clases, seminarios, lecturas, realización de trabajos, preparación de exposiciones. etc. Se podrán realizar en pequeños grupos o incluso de forma individualizada si las circunstancias así lo aconsejen. - En esta asignatura el aula virtual será una herramienta fundamental para su desarrollo, ya que no sólo será el soporte de toda la documentación (presentaciones powerpoint, documentos, tablas de datos, guiones de prácticas, etc.), sino que también posibilitará la gestión de las diferentes tareas y trabajos marcados a los estudiantes, así como también la realización de cuestionarios on-line relacionados con los temas estudiados y con las prácticas de laboratorio, que permitirán la realización de la evaluación continua. Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Clases de teoría on line 16 Prácticas en el laboratorio on line 10 Seminarios 2 2 Tutorías 2 2 Estudio autónomo Preparación de seminarios, elaboración de memorias y/o informes de las prácticas realizadas, resolución de ejercicios que le haya entregado el profesor, preparación de debates, preparación de exposición oral Lecturas recomendadas, búsquedas bibliográficas u otras actividades en biblioteca o similares Total horas Relación con competencias CB6, CE11, CE12, CE12,, CE15 CE12, CE15 CE12, CB6, CG1, CE11, CE12, CB6, CB9, CG1, CE11, CE12,, CE15 CB6, CG1, CE11, CE12, Total ECTS 3 8. Bibliografía / Recursos

4 Para acceder a la bibliografía de esta asignatura en la base de datos de la Biblioteca de la ULL pichar aquí. Podrás comprobar si los libros están disponibles. Bibliografía Básica - Corrosion for students of Science and Engineering, K.R. Trethewey and J. Chambenlain, Longman Scientific & Technical, Nueva York, Control y degradación de metales; E. Otero Huertas, Editorial Síntesis, Madrid, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, Gabor A. Somorjai. John Wiley & Sons, New York, Interfacial Electrochemistry, A. Wieckowski (Ed.). Marcel Dekker, New York, W. Vielstich, A. Lamm and H. Gasteiger (Eds.), Handbook of Fuel Cell Technology, Wiley, J. Larminie and A. Dicks, Fuel Cell Systems Explained, J. Wiley & Sons, New York, Bibliografía Complementaria - Principles and prevencion of corrosion; D.A. Jones, Maxwell MacMillan International Editions, Nueva York, Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions; M. Pourbaix, Pergamon Press, Bruselas, Curso Teórico y práctico de introducción a la corrosión metálica. J. Morales, P. Esparza, G. T. Fernández y A. Valera. Servicio de Publicaciones de la Universidad de La Laguna, Electrocatálisis y Electroquímica, e-libro, N. Alonso-Vante (Ed.), Vol. IIa. Montpellier, Electrocatalysis: Theory and Experiments at the Interface. Faraday Discussion vol A. Russell (Ed.). The Royal Society of Chemistry, Otros recursos Material en el aula virtual de la asignatura 9. Sistema de Evaluación y Calificación Descripción El proceso de aprendizaje de los alumnos en esta asignatura será evaluado mediante evaluación continua, donde se considerará la asistencia y la participación en las diferentes actividades de la asignatura (presenciales o virtuales), las tareas marcadas, las exposiciones orales de trabajos, la evaluación a través de cuestionarios on line de cada uno de los temas vistos en clase así como de la comprensión de los procedimientos que se realizarán en el laboratorio, la actitud y el método de trabajo durante las prácticas, y los informes de las prácticas. En el caso de que el alumno no supere la evaluación continua se podrá presentar en las diferentes convocatorias establecidas a un examen teórico-práctico que constituirá el 100% de la calificación. Estrategia Evaluativa Tipo de Prueba Competencias Criterios Ponderación SE1 Evaluación continua: Control de asistencia y participación activa en todas las actividades de la asignatura SE2 Evaluación continua: Evaluación de los trabajos, proyectos y ejercicios realizados a propuesta del profesorado SE3 Evaluación continua: Evaluación de las exposiciones orales realizadas por el alumno SE4 Evaluación continua: Realización de cuestionarios u otras actividades (participación en foros, wiki, ) en aula virtual CB6 CE12,, CE15 CB9, CE11, CE12, CE11, CE12, - La asistencia. - La participación activa en todas las actividades de la asignatura (en clase y en el aula virtual). - Ortografía y presentación. - Capacidad de análisis y síntesis. - Capacidad de organización y planificación. - Resultados, discusión e interpretación de los resultados. - Razonamiento crítico. - La estructura del trabajo. - La calidad de la documentación. - Capacidad de organización y planificación. - Trabajo en equipo. - Exposición. - La entrega de las tareas en el plazo establecido. - La participación en las actividades programadas a través del aula virtual. 5% 20% 15% 10%

5 SE5 - Evaluación continua del estudiante en las clases de laboratorio: asistencia participativa, manipulación del material y equipos, organización del trabajo, comprensión y empleo del guión de prácticas, realización de cálculos, trabajo en equipo, etc. SE7 - Evaluación de las actividades no presenciales relacionadas con las clases de laboratorio: memorias y/o informes de las prácticas entregados. SE9 - Prueba escrita sobre las clases de laboratorio: basados en los resultados de aprendizaje y en los objetivos específicos de cada asignatura. CB6, CE11, CB9, CG1, CE11,, CE15 CB6, CB9, CG1, CE11, CE12,, CE15 Se valorará; - Destreza, limpieza, orden y método en el laboratorio. - Participación en el trabajo grupal. - Dominio de los contenidos de la asignatura. - Entrega del informe en el plazo establecido. - Estructura, originalidad y presentación. - Discusión e interpretación de los resultados. - Ortografía y presentación. - Capacidad de análisis y síntesis. - Capacidad de organización y planificación. - Resultados, discusión e interpretación de los resultados. - Razonamiento crítico. 20% 15% 15% 11. Cronograma/Calendario de la asignatura Descripción del Cronograma La asignatura se desarrolla en 6 semanas del primer cuatrimestre con el siguiente horario: - Clases de teoría (semanas 5, 6, 7 y 8): 16 sesiones de 1 hora. - Seminarios (semanas 6 y 7): 2 sesiones de 1 hora. - Tutorías (semanas 7 y 10): 2 sesiones de 1 hora. - Prácticas de laboratorio (semana 9): 5 sesiones de 2 horas. La distribución de temas por semana y el número de horas que se indica a continuación es orientativa y puede sufrir modificaciones durante el desarrollo del curso.

6 Semana 5 Semana 6 Semana 7 Semana 8 Semana 9 Semana 10 Clases teoría Temas 1 y 2 Temas 3 y 4 Temas 5 y 6 Temas 7 y 8 Problemas Trabajo presencial Seminarios Seminario 1 Seminario 2 Tutorías Temas 1 al 4 Temas 5 al 8 Otras actividades Prácticas 1, 2, 3 y 5 (8,0 h) Cuestionarios on line (2,0 h)