PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Físico-Química"

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1 PROYECTO DOCENTE ASIGNATURA: "Físico-Química" Grupo: Grupo de TEORIA de FISICO-QUIMICA.(876088) Titulacion: INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL. ESPECIALIDAD EN QUÍMICA INDUSTRIAL (Plan 01) Curso: DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA/GRUPO Titulación: Año del plan de estudio: Centro: Asignatura: Código: Tipo: Curso: Período de impartición: Ciclo: Grupo: Área: Créditos totales (ECTS): INGENIERO TÉCNICO INDUSTRIAL. ESPECIALIDAD EN QUÍMICA INDUSTRIAL (Plan 01) 2001 E.U. Politécnica Físico-Química Troncal/Formación básica 2º Primer Cuatrimestre 1º Grupo de TEORIA de FISICO-QUIMICA. (1) Ingeniería Química 5.0 Horas totales (ECTS): Horas presenciales (ECTS): 60.0 Horas no presenciales (ECTS): 65.0 Créditos totales (LRU): 6.0 Créditos LRU teóricos: 4.5 Créditos LRU prácticos: 1.5 Departamento: Dirección postal: Dirección electrónica: Ingeniería Química y Ambiental C/ Camino de los Descubrimientos s/n PROFESORADO 1 OTAL SALAVERRI, EMILIA (COORDINADOR/A) Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

2 OBJETIVOS Y COMPETENCIAS Objetivos docentes específicos Que el alumno reconozca la Fisicoquímica como una parte básica de la Ingeniería Química, Introducir al alumno en los conceptos básicos y desarrollos de la Termodinámica que son de interés para la Ingeniería Química, Hacer que el alumno maneje las ecuaciones que definen los equilibrios de los sistemas formados por uno o varios componentes. Hacer que el alumno adquiera destrezas en las aplicaciones de los Principios, Métodos y Tecnología propios de la Fisicoquímica. Dotar al alumno de conocimientos básicos de fisicoquímica para que adquiera la competencia de aplicarlos en el ámbito industrial de la producción, así como a las posibles modificaciones venideras en los sistemas de producción. Competencias Competencias transversales/genéricas Capacidad de análisis y síntesis (Se entrena de forma moderada) Capacidad de organizar y planificar (Se entrena débilmente) Conocimientos generales básicos (Se entrena de forma intensa) Solidez en los conocimientos básicos de la profesión (Se entrena de forma intensa) Comunicación oral en la lengua nativa (Se entrena débilmente) Comunicación escrita en la lengua nativa (Se entrena débilmente) Conocimiento de una segunda lengua (Se entrena débilmente) Habilidades elementales en informática (Se entrena débilmente) Habilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentes (Se entrena de forma moderada) Resolución de problemas (Se entrena de forma intensa) Toma de decisiones (Se entrena de forma moderada) Capacidad de crítica y autocrítica (Se entrena de forma intensa) Trabajo en equipo (Se entrena de forma intensa) Habilidades en las relaciones interpersonales (Se entrena de forma moderada) Habilidades para trabajar en grupo (Se entrena de forma intensa) Habilidades para trabajar en un equipo interdisciplinario (Se entrena débilmente) Habilidad para comunicar con expertos en otros campos (Se entrena débilmente) Habilidad para trabajar en un contexto internacional (Se entrena débilmente) Reconocimiento a la diversidad y la multiculturalidad (Se entrena débilmente) Compromiso ético (Se entrena de forma intensa) Capacidad para aplicar la teoría a la práctica (Se entrena de forma intensa) Capacidad para un compromiso con la calidad ambiental (Se entrena débilmente) Habilidades de investigación (Se entrena de forma moderada) Capacidad de aprender (Se entrena de forma intensa) Capacidad de adaptación a nuevas situaciones (Se entrena de forma moderada) Capacidad de generar nuevas ideas (Se entrena de forma moderada) Liderazgo (Se entrena de forma moderada) Comprensión de culturas y costumbres de otros países (Se entrena débilmente) Habilidad para trabajar de forma autónoma (Se entrena de forma intensa) Competencias específicas Cognitivas (saber): 1. Relacionar : 3 2. Aplicar conocimientos de matemáticas, física y química: 2 3. Utilización de la terminología específica de Química Física: 3 Procedimentales/Instrumentales (saber hacer): 5. Calcular: 3 6. Deducir: 3 7. Prever cambios: 2 Actitudinales (ser): 9. Compromiso: Mentalidad creativa: Preocupación por la calidad: Coordinación, disciplina, decisión: 3 CONTENIDOS DE LA ASIGNATURA Relación sucinta de los contenidos (bloques temáticos en su caso) 1.- Sistemas termodinámicos. Gases ideales y reales. 2.- Termoquímica. 3.- Funciones termodinámicas. 4.- Propiedades molares parciales. Potencial químico. 5.- Termodinámica de los gases. 6.- Disoluciones ideales, diluidas ideales y no ideales. 7.- Equilibrio de fases. 8.- Equilibrio químico. 9.- Cinética química. Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

3 10.- Electroquímica Química de superficies. Relación detallada y ordenación temporal de los contenidos Tema 1. Sistemas termodinámicos. Propiedades de los gases. Introducción. Definición de un sistema. Límites de un sistema. Clasificación de sistemas. Estados de equilibrio de un sistema. Propiedades de un sistema. Variables específicas y molares. Gases ideales. El modelo de Gas Ideal. Leyes que rigen el comportamiento de los gases ideales. Composición en una mezcla gaseosa. Gases reales. Condensación. Desviación del comportamiento ideal. Ecuación de estado de un gas real: ecuación de van der waals. Factor de compresión en función de la Pr y la Tr. Ley de los Estados Correspondientes. Coeficientes de dilatación térmica y compresibilidad isotérmico. Aplicaciones industriales. Duración: 7 h. TEMA 2. TERMOQUÍMICA. Introducción. Ideas previas. El calor en las reacciones químicas. Ecuaciones termoquímicas. Estado normal. Entalpía normal de formación H f,t. Entalpía normal de reacción H T = H r,t. Ley de Hess y las entalpías de reacción. Reacciones endotérmicas y exotérmicas. Medida experimental de las entalpías de reacción medidas calorimétricas de Hr y Ur. Variación de la entalpía con la temperatura. Cálculo de la entalpía de reacción a una temperatura cualquiera. Ley de Kirchhoff. Aplicaciones. Duración: 4 h. TEMA 3. FUNCIONES TERMODINÁMICAS. Introducción. Combinación del Primero y Segundo Principio de Termodinámica. Ecuación fundamental para un sistema cerrado de composición definida. Transformaciones de Legendre. La función de Helmholtz y la función de Gibbs. Propiedades de A y G. Ecuaciones de Gibbs-Helmholtz. Condiciones de equilibrio en función de propiedades extensivas. Ecuaciones termodinámicas de estado (relaciones entre P, V y T). Relaciones de Maxwell. Duración: 6 h. TEMA 4. PROPIEDADES MOLARES PARCIALES. POTENCIAL QUÍMICO. Introducción. Concepto de propiedad molar parcial. Magnitudes molares parciales. Potencial químico. Ecuaciones fundamentales para un sistema de composición y/o cantidad de sustancia variable. Ecuaciones de Gibbs. Propiedades del potencial químico. Variación del potencial químico con la temperatura. Variación de potencial químico con la presión. Equilibrio en función de propiedades intensivas. Equilibrio difusivo. Ecuación de Gibbs-Duhem. Aplicaciones. Duración: 6 h. TEMA 5. TERMODINÁMICA DE LOS GASES. Introducción. Potencial químico de un gas ideal puro. Estado normal. Potencial químico de un componente de una mezcla de gases ideales. Propiedades termodinámicas en el proceso de mezclado de gases ideales (Vmez, Hmez, Gmez, Smez, Umez, Amez). Potencial químico de gases reales. Fugacidad. Desviación del gas real con respecto al gas ideal. Propiedades de la fugacidad. Cálculo de la fugacidad. Aplicaciones de la Fugacidad y coeficientes de Fugacidad. Duración: 5 h. TEMA 6. DISOLUCIONES IDEALES, DILUIDAS IDEALES Y NO IDEALES. Introducción. Disolución ideal. Presión de vapor. Propiedades de las disoluciones ideales. Diagrama de presión de vapor-composición. Diagrama Pxy. Proceso de vaporización a p = k. Diagrama txy. Potenciales químicos del disolvente y el soluto en una disolución ideal. Solubilidad. Variación de la solubilidad con la temperatura a P = k. La solubilidad ideal de un gas en un líquido. Magnitudes termodinámicas del proceso de mezcla. Disoluciones diluidas ideales. Propiedades coligativas. Disoluciones no ideales. Desviación de la disolución real respecto a la ideal. Duración: 7 h. TEMA 7. EQUILIBRIO DE FASES. Introducción. Regla de las fases. Sistema de 1 componente puro. Diagrama de fases. Diagrama PT. Ecuación de Clapeyron. Ecuación de Clausius-Clapeyron. Estabilidad de las fases de una sustancia pura. SISTEMA DE 2 COMPONENTES.. Equilibrio líquido-líquido en sistemas de 2 componentes. Diagrama de fases líquido-líquido. Equilibrio sólido-líquido en sistemas de 2 componentes. Métodos experimentales. Análisis térmico. Aplicaciones. Duración: 6 h. TEMA 8. EQUILIBRIO QUÍMICO. Introducción. Grado de avance de una reacción. Variación de la función de Gibbs de reacción. Diagrama G frente a x. Afinidad. Constante de equilibrio, en un sistema gaseoso ideal. En mezclas de gases no ideales. En mezclas líquidas. En los sistemas heterogéneos. Respuesta del equilibrio a las distintas condiciones. Variación de Kºp con la temperatura en un sistema gaseoso ideal. Duración: 6 h. TEMA 9. CINÉTICA QUÍMICA. Introducción. Velocidad de conversión. Velocidad de reacción. Medida de la velocidad de reacción. Reacciones simples y complejas. Evolución de la concentración en reacciones simples. Reacciones de orden cero, de primer orden, de segundo orden y de orden n. Cálculo de la constante de velocidad y determinación del orden de reacción. Dependencia de la constante de velocidad con la temperatura. Duración: 5 h. TEMA 10. ELECTROQUÍMICA. Introducción. Sistemas electroquímicos. Celda electrolítica. Teoría de Debye-Hükel. Celda electroquímica (pila). Potenciales normales de reducción de electrodo. Convenios IUPAC. Electrodo normal de hidrógeno. Procesos electroquímicos. Fuerza electromotriz. Fuentes de fem. Diagramas de pilas. Ecuación de Nerst. Electrodos de referencia. Tipos de electrodos. Aplicaciones de las medidas de fuerzas electromotrices de pilas. Duración: 4 h. TEMA 11. QUÍMICA DE SUPERFICIE. Introducción. Centros de adsorción. Adsorción física y química. Adsorción de gases sobre sólidos. Isotermas de adsorción. Isoterma de Langmuir. Actividad catalítica en las superficies. Aplicaciones. Duración: 3 h. ACTIVIDADES FORMATIVAS Relación de actividades formativas del primer semestre Clases teóricas Las clases teóricas se dedicarán a la exposición de los temas. El profesor proporcionará la bibliografía adecuada para que el alumno pueda ampliar y profundizar los conocimientos expuestos. Estas clases serán fundamentalmente activas, en las que se fomentará la participación de todos los alumnos. COGNITIVAS Y ACTITUDINALES Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

4 Exposiciones y seminarios Se impartirán seminarios sobre temas concretos por parte de los alumnos COGNITIVAS, PROCEDIMENTALES Y ACTITUDINALES RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS En las clases prácticas se propondrán una serie de problemas en el que los alumnos aplicarán los conocimientos adquiridos, exponiéndose y valorándose las distintas alternativas. COGNITIVAS, PROCEDIMENTALES Y ACTITUDINALES Actividades académicas dirigidas sin presencia del profesor Los alumnos realizarán un trabajo tutelado donde profundizarán sobre algún tema relacionado con la asignatura. COGNITIVAS, PROCEDIMENTALES Y ACTITUDINALES Exámenes BIBLIOGRAFÍA Y OTROS RECURSOS DOCENTES Bibliografía general Termodinámica química Juan Antonio Rodríguez Renuncio, Juan José Ruiz Sánchez, José Santiago Urieta Navarro. 2ª ed. Madrid :Síntesis, Fisicoquímica. Atkins, P. W. 8ª ed. Addison Wesley, Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

5 Fisicoquímica /Ira N. Levine. Levine, Ira N. 5ª ed. Aravaca, Madrid :McGraw-Hill/I (V. I y II) Problemas de Química Física. Adamson, A.W. Editorial Reverté, S.A., Barce Fisicoquímica /Gilbert W. Castellan Castellan, Gilbert W. 2ª ed. en español, [reimp.] México [etc.] :Addison Wesley Introducción a la fisicoquímica : Termodinámica Thomas Engel, Philip Reid ; con la colaboración de Warren Hehre ; traducción y revisión técnica, Alberto Requena Rodríguez, José Zúñiga Román, Adolfo Bastida Pascual México [etc.] : Pearson Educación, 2007 Fisicoquímica Keith J. Laidler, John H. Meiser. 1ª ed., 6ª reimp. México :Compañía Editorial Con Physical chemistry :a short course Wayne E. Wentworth. Oxford [etc.] :Blackwell Scien Problemas de química física /Arthur W. Adamson. Adamson, Arthur W. Barcelona [etc.]reverté, Cálculos básicos en química física H.E. Avery y D.J. Shaw. Barcelona [etc.]reverté, Cálculos superiores en química física /H. E. Avery, y D. J. Shaw. Avery, H. E. Barcelona [etc.] :Reverté, Problemas de físicoquímica /Ira N. Levine Levine, Ira N. Madrid :McGraw-Hill, Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

6 SISTEMAS Y CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN Sistema de evaluación Examen teoría, Examen problemas, trabajos y seminarios Se realizarán mediante un examen que constará de teoría y problemas, siendo ambas de igual peso en la calificación total. Será necesario un mínimo de 3 sobre 10 en cada una de las partes para realizar la media de ambas. En circunstancias especiales los exámenes podrán ser orales. Se realizará, de forma voluntaria, un trabajo de curso en grupo, nunca individual. Para la participación en el trabajo será necesario firmar la participación en el grupo en la primera semana de noviembre. La puntuación del trabajo será como máximo de un 1 punto. La nota del trabajo se sumará a la nota final, siempre que el alumno tenga al menos un cuatro en la nota del examen. El trabajo puede presentarse en un seminario para subir su nota. Criterios de calificación Se realizarán mediante un examen que constará de teoría y problemas, siendo ambas de igual peso en la calificación total. Será necesario un mínimo de 3 sobre 10 en cada una de las partes para realizar la media de ambas. En circunstancias especiales los exámenes podrán ser orales. Se realizará, de forma voluntaria, un trabajo de curso en grupo, nunca individual. Para la participación en el trabajo será necesario firmar la participación en el grupo en la primera semana de noviembre. La puntuación del trabajo será como máximo de un 1 punto. La nota del trabajo se sumará a la nota final, siempre que el alumno tenga al menos un cuatro en la nota del examen. El trabajo puede presentarse en un seminario para subir su nota. CALENDARIO DE EXÁMENES CENTRO: E.U. Politécnica 1 ª Convocatoria 3/2/2010 Hora: 0:0 Por definir CENTRO: E.U. Politécnica 2 ª Convocatoria 17/9/2010 Hora: 0:0 Por definir CENTRO: E.U. Politécnica 3 ª Convocatoria 19/11/2009 Hora: 0:0 Por definir TRIBUNALES ESPECÍFICOS DE EVALUACIÓN Y APELACIÓN Presidente: Vocal: Secretario: Primer suplente: Segundo suplente: Tercer suplente: RAFAEL PEREZ RAMIREZ EMILIO DIAZ OJEDA LAURA CONCEPCION POZO MORALES MARIA DEL CARMEN ARNAIZ FRANCO CONSTANTINO FERNANDEZ PEREIRA EMILIA OTAL SALAVERRI Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7

7 ANEXO 1: HORARIOS DE LOS GRUPOS NO PRINCIPALES DE LA ASIGNATURA Y DEL GRUPO DEL PROYECTO DOCENTE GRUPO: Grupo de PRÁCTICAS de FISICO-QUIMICA. (876089) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: OTAL SALAVERRI, EMILIA Martes Del 28/09/09 al 22/01/10 Hora: De 16:15 a 17:15 AULA 1.5 PLANTA BAJA GRUPO: Grupo de TEORIA de FISICO-QUIMICA. (876088) Calendario del grupo CLASES DEL PROFESOR: OTAL SALAVERRI, EMILIA Miércoles Del 28/09/09 al 22/01/10 Hora: De 16:15 a 18:15 AULA 1.5 PLANTA BAJA Jueves Del 28/09/09 al 22/01/10 Hora: De 16:15 a 17:15 AULA 1.5 PLANTA BAJA Curso académico: 2009/2010 Última modificación: de 7