Guía docente de la asignatura

Transcripción

1 Guía docente de la asignatura Asignatura Materia Físico-Química de la Atmósfera Química Física Módulo Titulación Máster: Técnicas Avanzadas en Química Plan Código Periodo de impartición Segundo semestre Tipo/Carácter Optativa Nivel/Ciclo Curso 1 Créditos ECTS 3 Lengua en que se imparte Profesor/es responsable/s Datos de contacto ( , teléfono ) Horario de tutorías Departamento Español Carmen Barrientos Benito, Pilar Redondo Cristóbal cbb@qf.uva.es, predondo@qf.uva.es Pilar Redondo: L,X,V 10:00-12:00; Despacho C231 Carmen Barrientos: L-J. 12:00-13:00, V: 12:00-14:00; Despacho C219 Química Física y Química Inorgánica 1 de 12

2 1. Situación / Sentido de la Asignatura 1.1 Contextualización Uno de los problemas más importantes a los que tiene que hacer frente la sociedad en la actualidad es la contaminación atmosférica. En este contexto, un conocimiento exhaustivo de las diferentes partes de la atmosfera terrestre así como de los procesos químicos que tienen lugar en ella, son de vital importancia a la hora de comprender el origen de la contaminación y como establecer medidas eficaces para mejorarla. 1.2 Relación con otras materias En el estudio de la físico-química de la atmósfera se van a conjugar las diferentes metodologías ya estudiadas en química física como cinética, termodinámica o espectroscopía. 1.3 Prerrequisitos Como recomendación general, se requiere que el alumno conozca los conceptos básicos de Química-Física 2 de 12

3 2. Competencias 2.1 Generales G1.- Conocimiento del método científico. Conocer el método científico dentro de las ciencias experimentales, en particular en el ámbito de la Química, formulando modelos e hipótesis de trabajo relevantes y planificando el análisis en relación con dichas hipótesis y la discusión de las conclusiones, de modo que se pueda avanzar en el conocimiento científico. G2.- Competencia para aplicar los conocimientos adquiridos. Es la capacidad para aplicar los conocimientos técnicos adquiridos, de forma coherente y profesional, sobre todo en contextos novedosos o en constante renovación, que impliquen la realización de una actividad química G3.- Capacidad crítica, de análisis y síntesis, y capacidad de interpretación. Ser capaz de emitir juicios críticos sobre propuestas, hipótesis y validez científica de las conclusiones, así como sintetizar propuestas y resultados dentro del ámbito de la química. G4.- Competencias metodológicas. Es la capacidad para elegir la metodología más adecuada para el desarrollo de la investigación y resolución de un problema concreto, adaptándola al contexto en el que se éste se ha originado. G5.- Capacidad para valorar la originalidad y creatividad. Es la competencia para reconocer la originalidad en la concepción, formulación y resolución de problemas, en el ámbito de la investigación química y científico-tecnológica en general. G6.- Capacidades de comunicación. Ser capaz de presentar de forma oral y escrita, ante públicos especializados o no, resultados avanzados de investigación química, considerando antecedentes, hipótesis de trabajo, resultados y conclusiones G7.- Capacidad de trabajo en equipo. Capacidad para el desarrollo de actividades químicas, supervisadas o autónomas, al servicio de un proyecto de trabajo común, que puede ser multidisciplinar. G8.- Capacidad para el uso de las nuevas tecnologías. Adquirir destrezas generales en el uso de las nuevas tecnologías en el ámbito de la química, que le permiten la utilización de las herramientas informáticas disponibles más importantes en el campo científico-tecnológico. G9.- Desarrollar el interés por la formación permanente. Promover un interés permanente para ampliar conocimientos y el desarrollo de un perfil profesional específico, mediante el estudio, la reflexión y la investigación. G10.- Capacidad de aprendizaje autónomo. Adquirir las destrezas necesarias para el aprendizaje autónomo en el ámbito de la Química, reconociendo las fuentes de conocimiento para dicho aprendizaje y su utilización, y motivando el aprendizaje a lo largo de la vida, en el ámbito de la química. 2.2 Específicas E1.- Adquisición de destrezas técnicas generales en el ámbito de una o varias disciplinas químicas. 3 de 12

4 Comprende esta competencia la capacidad de utilización de forma profesional del lenguaje y de las técnicas avanzadas propias de algunas de las especialidades de la Química, para favorecer la interpretación fluida de las fuentes especializadas de dichas disciplinas y la formulación adecuada de nuevos problemas. E2.- Adquisición de destrezas técnicas generales para el estudio y resolución de problemas medioambientales. Comprende esta competencia la capacidad de elección y utilización de forma profesional de las técnicas avanzadas propias de algunas de las especialidades de la Química, para favorecer el estudio y en su caso resolución de problemas medio-ambientales. E3.- Capacidad para iniciarse en la investigación en Química. El alumno del Máster adquirirá competencias suficientes que le permitan iniciar un proyecto de investigación en alguna de las áreas de conocimiento de la Química, de forma que pueda integrarse en las líneas de investigación de un Programa de Doctorado de la., o en un departamento de I+D+i de una empresa pública o privada. E4.- Capacidad y destrezas para la gestión de las fuentes de la investigación en Química. Comprende esta competencia la capacidad del estudiante para la búsqueda y gestión de documentación y bibliografía especializada química, el uso racional y crítico de ésta para determinar el estado del arte en un determinado problema, y el dominio de los recursos bibliográficos pertinentes. E5.- Capacidad de aplicar y adaptar los modelos teóricos y las técnicas específicas tanto a problemas abiertos en su línea de especialización, como a problemas provenientes de otros ámbitos ya sean científicos o técnicos. Competencia para adaptar los modelos teóricos químicos para el estudio de problemas relacionados con la química o provenientes de otros campos científico-tecnológicos. E6.- Capacidad de analizar problemas, detectando la posible utilización de herramientas químicas para contribuir a su comprensión y resolución. Comprende esta competencia la capacidad analítica frente a nuevas situaciones para identificar la aplicación de herramientas químicas, existentes o de nuevo diseño, que contribuyan a la comprensión y solución de los problemas planteados tanto en el campo de la química en general, como dentro del medio-ambiente en particular. E9.- Capacidad de detectar líneas de trabajo e investigación emergentes en al ámbito de la química o de sus aplicaciones. Competencia para reconocer líneas de investigación emergentes en el ámbito de las Matemáticas o de sus aplicaciones, identificando las interrelaciones existentes con cada una de las especialidades. E15.- Capacidad de conocer, elegir y aplicar nuevas técnicas instrumentales para la resolución de problemas químicos o medio-ambientales. Esta competencia implica el conocimiento de técnicas instrumentales avanzadas, que permita la elección de la más adecuada para la resolución de un problema químico o medio-ambiental concreto. 4 de 12

5 3. Objetivos Conocer las bases físico-químicas del estudio de la atmósfera. Entender los procesos físico-químicos que tienen lugar en la atmósfera. Comprender aspectos específicos de la química en la estratosfera, en particular la problemática relacionada con la capa de ozono. Adquirir los conocimientos relativos a los aspectos fundamentales que afectan a la contaminación atmosférica. Saber el estado actual de los estudios generales de las atmósferas planetarias. 5 de 12

6 4. Tabla de dedicación del estudiante a la asignatura ACTIVIDADES PRESENCIALES HORAS ACTIVIDADES NO PRESENCIALES HORAS Clases teóricas 15 Estudio y trabajo autónomo individual 20 Clases prácticas 10 Preparación y resolución de ejercicios, problemas, presentaciones Laboratorios Estudio y preparación de exámenes 15 Prácticas externas, clínicas o de campo Seminarios Otras actividades 5 Total presencial 30 Total no presencial de 12

7 5. Bloques temáticos Bloque 1: Estructura de la Atmósfera Carga de trabajo en créditos ECTS: 1 a. Contextualización y justificación Conocer la estructura y composición de la atmósfera así como sus propiedades físicas b. Objetivos de aprendizaje Conocer las bases físico-químicas del estudio de la atmósfera. Entender los procesos físico-químicos que tienen lugar en la atmósfera c. Contenidos Tema 1.- Estructura y composición química de la atmósfera. La atmósfera terrestre.- Tamaño de las partículas en la atmósfera: aerosoles y nubes.- El Ozono.- Procesos cíclicos: Ciclo del Nitrógeno. Ciclo del Oxígeno. Ciclo del carbono. Ciclo del azufre, Tema 2.- Propiedades físicas de la atmósfera. Presiones. Perfil vertical de Presión.- Temperatura. Perfil de Temperatura. Estabilidad atmosférica. Lapse rate adiabático.- Energía radiativa. Radiación solar: Balance de radiación. Absorción de radiacción.- Vientos. Celdas Hadley. d. Métodos docentes Clases teóricas Clases prácticas: Resolución de problemas Seminarios: exposición y discusión de temas propuestos e. Plan de trabajo Se irán resolviendo los problemas y se efectuaran seminarios según avance la parte teórica del curso f. Evaluación La evaluación de los alumnos se realizará mediante: a) Seguimiento continuo a través de evaluación de problemas y cuestiones; b) Elaboración y presentación de trabajos de temáticas afines a la asignatura. g. Bibliografía básica - Wayne, R. P., "Chemistry of atmospheres", Oxford University Press (2000) * - Heicklen, J., "Atmospheric Chemistry", Academic Press NY (1976) 7 de 12

8 - Steinfed, J. I., Francisco, J.S., Hase, W.L., "Chemical Kinetics and Dynamics", Prentice Hall (1989) - Finlayson-Pitts, B. J., Pitts J. N., "Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere", John Wiley (1999) - Jacob, J., "Introduction to Atmospheric Chemistry, Princenton University Press, New Jersey (1999) * - Baird, C., Química Ambiental, Editorial Reverté S.A. (2001)* - Hobbs, P.V., Introduction to Atmospheric Chemistry Cambridge University Press (2000) - Seinfeld, J. H., Pandis S. N., Atmospheric Chemistry and Physics. From air pollution to Climate Change John Wiley & Sons (1998) * h. Bibliografía complementaria Atkins, P. W., de Paula, J., Química Física, Editorial Medica Panamericana (2008). McQuarrie, D.A., Simon, J.D., Physical Chemistry: a Molecular Approach, University Science Books (1997). Bertrán Rusca, J, Núñez Delgado, J. (coord.), Química Física, Ariel Ciencia (2002). Levine, I.N., Fisicoquímica, McGraw Hill (1996). Berry, R. S.; Rice, S. A.; Ross, J.: Physical Chemistry, 2nd ed., Oxford University Press, New York, 2000 Laidler, K. J. and Meiser, J. H. Physical Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1999 Mortimer, R. G. Physical Chemistry, Benjamin/Cummings, Redwood, 2000 i. Recursos necesarios La facultad dispone de aulas con los recursos necesarios para desarrollar las clases teóricas de problemas y los seminarios. Bloque 2: Procesos químicos en las diferentes partes de la atmósfera a. Contextualización y justificación Carga de trabajo en créditos ECTS: 1.5 Estudiar los procesos químicos que tienen lugar en las diferentes partes de la atmósfera terrestre b. Objetivos de aprendizaje Entender los procesos físico-químicos que tienen lugar en las diferentes zonas de la atmósfera. Comprender aspectos específicos de la química en la estratosfera, en particular la problemática relacionada con la capa de ozono. Adquirir los conocimientos relativos a los aspectos fundamentales que afectan a la contaminación atmosférica. Entender la importancia de los procesos iónicos en la química de la atmósfera c. Contenidos 8 de 12

9 Tema 3.- Procesos químicos en la estratosfera. Capa de Ozono. El ozono estratosférico. Mecanismo de Chapman.- Ciclos catalíticos: ciclo del HOx ciclo del NOx, ciclo del ClOx. Acoplamientos entre ciclos.- Contaminación de la estratosfera.- El agujero de ozono en la Antártida. Tema 4.- Procesos químicos en la troposfera. Introducción.- Formación del radical OH.- Química del radical OH.- Química del radical nitrato.- Ozono en la troposfera.- Procesos heterogéneos y química en las nubes.- Observaciones y modelos en la troposfera. Tema 5.- Contaminación del aire. Aire puro y aire contaminado.- Efecto invernadero.- Contaminación primaria.- Contaminación fotoquímica.- Lluvia ácida.- Control en la emisión de gases contaminantes.- Efectos sobre la salud y materiales. Tema 6.- Iones en la atmósfera. Cargas eléctricas en la atmósfera.- Estructura de la ionosfera.- Mecanismos de ionización.- Química en las diferentes regiones de la ionosfera.- Iones en la estratosfera y troposfera.- Auroras.- Airglow. d. Métodos docentes Clases teóricas Clases prácticas: Resolución de problemas Seminarios: exposición y discusión de temas propuestos e. Plan de trabajo Se irán resolviendo los problemas y se efectuaran seminarios según avance la parte teórica del curso f. Evaluación La evaluación de los alumnos se realizará mediante: a) Seguimiento continuo a través de evaluación de problemas y cuestiones; b) Elaboración y presentación de trabajos de temáticas afines a la asignatura. g. Bibliografía básica - Wayne, R. P., "Chemistry of atmospheres", Oxford University Press (2000) * - Heicklen, J., "Atmospheric Chemistry", Academic Press NY (1976) - Steinfed, J. I., Francisco, J.S., Hase, W.L., "Chemical Kinetics and Dynamics", Prentice Hall (1989) - Finlayson-Pitts, B. J., Pitts J. N., "Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere", John Wiley (1999) - Jacob, J., "Introduction to Atmospheric Chemistry, Princenton University Press, New Jersey (1999) * - Baird, C., Química Ambiental, Editorial Reverté S.A. (2001)* - Hobbs, P.V., Introduction to Atmospheric Chemistry Cambridge University Press (2000) - Seinfeld, J. H., Pandis S. N., Atmospheric Chemistry and Physics. From air pollution to Climate Change John Wiley & Sons (1998) * 9 de 12

10 h. Bibliografía complementaria Atkins, P. W., de Paula, J., Química Física, Editorial Medica Panamericana (2008). McQuarrie, D.A., Simon, J.D., Physical Chemistry: a Molecular Approach, University Science Books (1997). Bertrán Rusca, J, Núñez Delgado, J. (coord.), Química Física, Ariel Ciencia (2002). Levine, I.N., Fisicoquímica, McGraw Hill (1996). Berry, R. S.; Rice, S. A.; Ross, J.: Physical Chemistry, 2nd ed., Oxford University Press, New York, 2000 Laidler, K. J. and Meiser, J. H. Physical Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1999 Mortimer, R. G. Physical Chemistry, Benjamin/Cummings, Redwood, 2000 i. Recursos necesarios La facultad dispone de aulas con los recursos necesarios para desarrollar las clases teóricas de problemas y los seminarios. Bloque 3: Atmósferas planetarias a. Contextualización y justificación Carga de trabajo en créditos ECTS: 0.5 Estudio de evolución y los procesos químicos de las diversas atmósferas planetarias del sistema solar. b. Objetivos de aprendizaje Comprender la evolución de las atmósferas planetarias Saber el estado actual de los estudios generales de las atmósferas planetarias. c. Contenidos Tema 7.- Atmósferas planetarias: evolución y química. Fuentes de constituyentes atmosféricos.- Gases nobles y nitrógeno.- Atmósferas planetarias.- La atmósfera de Venus.-La atmósfera de Marte.- Las atmósferas de Júpiter y Saturno.- Las atmósferas de Titán e Io.- Las atmósferas de Urano, Neptuno, Tritón y Plutón.- Los Cometas.- Nubes interestelares y su química.- Evolución de la atmósfera terrestre. d. Métodos docentes Clases teóricas Clases prácticas: Resolución de problemas Seminarios: exposición y discusión de temas propuestos e. Plan de trabajo Se irán resolviendo los problemas y se efectuaran seminarios según avance la parte teórica del curso 10 de 12

11 f. Evaluación La evaluación de los alumnos se realizará mediante: a) Seguimiento continuo a través de evaluación de problemas y cuestiones; b) Elaboración y presentación de trabajos de temáticas afines a la asignatura. g. Bibliografía básica - Wayne, R. P., "Chemistry of atmospheres", Oxford University Press (2000) * - Heicklen, J., "Atmospheric Chemistry", Academic Press NY (1976) - Steinfed, J. I., Francisco, J.S., Hase, W.L., "Chemical Kinetics and Dynamics", Prentice Hall (1989) - Finlayson-Pitts, B. J., Pitts J. N., "Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere", John Wiley (1999) - Jacob, J., "Introduction to Atmospheric Chemistry, Princenton University Press, New Jersey (1999) * - Baird, C., Química Ambiental, Editorial Reverté S.A. (2001)* - Hobbs, P.V., Introduction to Atmospheric Chemistry Cambridge University Press (2000) - Seinfeld, J. H., Pandis S. N., Atmospheric Chemistry and Physics. From air pollution to Climate Change John Wiley & Sons (1998) * h. Bibliografía complementaria Atkins, P. W., de Paula, J., Química Física, Editorial Medica Panamericana (2008). McQuarrie, D.A., Simon, J.D., Physical Chemistry: a Molecular Approach, University Science Books (1997). Bertrán Rusca, J, Núñez Delgado, J. (coord.), Química Física, Ariel Ciencia (2002). Levine, I.N., Fisicoquímica, McGraw Hill (1996). Berry, R. S.; Rice, S. A.; Ross, J.: Physical Chemistry, 2nd ed., Oxford University Press, New York, 2000 Laidler, K. J. and Meiser, J. H. Physical Chemistry, Houghton Mifflin Company, Boston, 1999 Mortimer, R. G. Physical Chemistry, Benjamin/Cummings, Redwood, 2000 i. Recursos necesarios La facultad dispone de aulas con los recursos necesarios para desarrollar las clases teóricas de problemas y los seminarios. 11 de 12

12 6. Temporalización (por bloques temáticos) BLOQUE TEMÁTICO CARGA ECTS PERIODO PREVISTO DE DESARROLLO Estructura de la Atmósfera 1 Procesos químicos en las diferentes partes de la atmósfera 1.5 Atmósferas planetarias Sistema de calificaciones Tabla resumen INSTRUMENTO/PROCEDIMIENTO PESO EN LA NOTA FINAL OBSERVACIONES Seguimiento continuo a través de evaluación de problemas y cuestiones Elaboración y presentación de trabajos de temáticas afines a la asignatura. 40% 60% 8. Consideraciones finales El sistema de calificación que se aplicará en segunda y posteriores convocatorias es el mismo que el de la primera convocatoria. 12 de 12