FISICO QUÍMICA SÍLABO

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1 SÍLABO 1. DATOS GENERALES: CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE MINAS CÓDIGO CARRERA PRO. : 32 ASIGNATURA : CÓDIGO DE ASIGNATURA : Nº DE HORAS TOTALES : 4 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS TEORÍA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE HORAS PRÁCTICA : 2 HORAS SEMANALES Nº DE CRÉDITOS : 3 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : V CICLO PRE-REQUISITO : QUÍMICA II TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura comprende. Introducción a la físico química. Equilibrio de Fases en sistemas de un componente. Sistemas homogéneos multicomponentes. Soluciones no electrolíticas. Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes. Soluciones de electrolitos. Cinética química. 3. OBJETIVO Al finalizar el curso el estudiante será capaz de 1. Calcular el descenso del punto de congelación y del aumento del punto de ebullición 2. Determinar los pesos moleculares a partir de datos del descenso del punto de congelación 3. Calcular la presión osmótica a partir de la ecuación de Vant Of. En disoluciones diluidas ideales 4. Determinar los pesos moleculares a partir de datos de presión osmótica empleando la ecuación de Vant Hoff o la ecuación de Mc Millan-Mayer.

2 5. Calcular las cantidades de los componentes presentes en cada una de las dos fases en equilibrio, conociendo las cantidades globales de cada componente presente y la temperatura (o presión), mediante el diagrama de fases y la regla de la palanca. 6. Analizar los diagramas de fases 7. Calcular la FEM de la reacción de una pila 8. Calcula la FEM a partir de la tabla de potenciales normales del electrodo. 9. Calcula la FEM de una pila galvánica reversible utilizando la ecuación de Nerst. 10. Calcular G o, S o, H o de la reacción de una pila a partir de los datos de la FEM frente a T. 11. Calcular las constantes de equilibrio a partir de los datos de la FEM 12. Calcular los coeficientes de actividad de electrolitos a partir de los datos de FEM de una pila utilizando la ecuación de Nerst. 13. Calcular los coeficientes de actividad partiendo de medidas de presión de vapor. 14. Calcular los coeficientes de actividad de un soluto no volátil a partir de datos de presión de vapor del disolvente y usando la ecuación de Gibbs-Duhem. 15. Calcular los coeficientes de actividad de electroltos usando la ecuación de Debye-Huckel o la ecuación de Davies. 16. Calcular los coeficientes de fugacidad a partir de datos de P-V-T o partiendo de una ecuación de estado. 4. CONTENIDO ANALÍTICO SEMANA 1 INTRODUCCIÓN La naturaleza de la fisicoquímica. El lugar de la fisicoquímica en el sistema de las ciencias y su importancia en el estudio de la naturaleza y el desarrollo industrial. Fisicoquímica y minería. SEMANA 2 CAPITULO I: Equilibrio de fases en sistemas de un componente. Termodinámica de los cambios de fases. Ecuación de Clausius- Clapeyron. Diagrama de fases de sistemas de un componente. SEMANA 3 CAPITULO II: SISTEMAS HOMOGENEOS MULTICOMPONENTES. SOLUCIONES NO ELECTROLÍTICAS

3 2.1 Soluciones. Definición-Clasificación de las soluciones. Presión de vapor de las soluciones. 2.2 Métodos de expresión de concentraciones de sistemas multicomponentes SEMANA Potencial químico. Cantidades molares parciales. Métodos de determinación de cantidades molares parciales. Criterio para el equilibrio de fases. Ecuación de Gibbs-Duhem. Mezclas de gases ideales. Mezcla de gases reales. Soluciones líquidas ideales. Ley de Raoult. Diagramas de composición. Presión de vapor. Desviaciones positivas y negativas de la ley de Raoult. Ley de Henry. SEMANA Propiedades coligativas. Descenso de la presión de vapor. Elevación del punto de ebullición. Disminución del punto de congelación. Osmosis. Presión osmótica. 2.5 Soluciones no ideales. Actividad y coeficiente de actividad. SEMANA 6 CAPITULO III: EQUILIBRIO DE FASES EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES. 3.1 La regla de fases de Gibbs. Equilibrio líquido-vapor en sistemas de dos componentes. 3.2 Diagramas temperatura-composición. Destilación. Azeótropos. Destilación fraccionada. Destilación de líquidos inmiscibles. Destilación de líquidos parcialmente miscibles. SEMANA Equilibrio líquido-líquido en sistemas de dos componentes. Temperatura crítica de solubilidad. 3.4 Equilibrio sólido-líquido en sistemas de dos componentes. Diagramas de fase eutécticos simples. Análisis térmico. Las curvas de cristalización. Formación de compuestos con punto de fusión congruente. Formación de compuestos con punto de fusión incongruente. SEMANA 8 EXAMEN PARCIAL SEMANA Sistemas de tres componentes SEMANA 10

4 CAPITULO IV:SOLUCIONES DE ELECTROLITOS 4.1 Definición. Clasificación de electrolitos. 4.2 Propiedades coligativas de los electrolitos. Factor de Vant Of. 4.3 teoría de la disociación electrolítica de Arrhenius. Ley de dilución de Ostwald. SEMANA Potenciales químicos en soluciones de electrolitos. Teoria de debye- Huckel. Actividad y coeficientes de actividad de electrolítos. Fuerza iónica 4.5 Conductividad eléctrica de las soluciones electrolíticas. Conductividad molar. Conductividad equivalente. Migración independientes de iones. La ley de Kohlrausch. Movilidades iónicas. Número de transporte. Métodos experimentales de determinación de número de transporte. SEMANA Celdas electroquímicas. Potenciales estándar de electrodos. Termodinámica de las celdas electroquímicas. La ecuación de Nerst. Clasificación de celdas electroquímicas. Aplicaciones de las determinaciones de FEM SEMANA Electrólisis. Leyes de faraday de la electrólisis. SEMANA 14 CAPITULO V: REACCIONES 5.1 Clasificación de las reacciones. Reacciones homogéneas. Reacciones heterogéneas 5.2 Orden y molecularidad de las reacciones. Constante de velocidad 5.3 Análisis de resultados cinéticos. Método de integración. Vida media. Método diferencial. SEMANA Tipos y cinética de reacciones compuestas. Reacciones opuestas. 5.5 Influencia de la temperatura en las velocidades de reacción. La ecuación de Arrherius. Energía de activación. Factor pre exponencial. SEMANA 16 EXAMEN FINAL SEMANA 17 EXAMEN SUSTITUTORIO

5 5. METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA El estudiante recibirá información teórica y asistirá a prácticas de laboratorio semanales. Se hará uso de materiales audiovisuales y proyectores. Se relacionará el material estudiado en clases con el desarrollo de la futura profesión. Se presentará atención al cuidado del medio ambiente así como a las nuevas tecnologías limpias de protección del medio ambiente. Se fomentará la participación activa de los estudiantes durante todas las clases teóricas en forma de preguntas y respuestas, test, diálogos sobre los temas estudiados, con informaciones actualizadas y novedades en el campo científico relacionadas al curso. Se hará usos de medios informáticos e internet. 6. EVALUACIÓN El reglamento vigente de la universidad exige la asistencia obligatoria a clases y que el profesor pase lista de asistencia en cada clase que dicta, anotando las inasistencias en el registro que le proporciona la Universidad. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen activamente en el aula, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. La justificación de las inasistencias sólo será aceptada con el informe que pueda elevar, el Departamento de Bienestar Universitario, al profesor del curso con copia al Director Académico de la Carrera. Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho de ser evaluado y que en todo momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la Universidad. La modalidad de Evaluación sería la siguiente: Promedio de Prácticas Calificadas (PPC), que consisten en Ejercicios dados por el profesor del curso al alumno para que haga investigación sobre los temas y las responda utilizando la forma de Hojas Escritas.

6 Examen Parcial (EP), que consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final (EF), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Tarea Académica (TA), que consiste en trabajos del curso asignados por el docente y que fomenten la investigación en la materia del curso. La Nota Final (NF) la obtenemos de la siguiente manera: Examen Sustitutorio (ES), que consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en su Examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que la nota más baja del Examen Parcial o del Examen final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del examen Sustitutorio. Es de total aplicación el Reglamento Transitorio de Evaluación de la Universidad entregado al alumno. 7. BIBLIOGRAFÍA Química Fisica. Arthur W Adamson Química Física Problemas. Arthur W Adamson Fisicoquímica. Gilbert Castellan Fisicoquímica Problemas. Gilbert Castellan Fisicoquímica. Gastón Ponz Muzzo Fisicoquímica. Maron Landon

7 Cinética de Reacciones. KEITH J. LAIDLER Soluciones de problemas de fisicoquímica. Henry Arenas Internet