FICHA DE DISEÑO DE MÁSTER QUÍMICA FINA ADAPTADO A DIRECTRICES DEL EEES

Transcripción

1 Nombre de materia Métodos Electroquímicos Carácter Obligatoria Optativa Medida Créditos ECTS 3 Profesorado Responsable Manuel Blázquez Ruiz José Manuel Sevilla Suárez de Urbina Teresa Pineda Rodríguez Departamento Responsable Química Física y Termodinámica Aplicada Objetivos Generales Se pretende que el alumno adquiera conocimientos sobre Fundamentos y Aplicaciones de diferentes Métodos Electroquímicos. Se estudiarán diferentes aspectos: una Introducción general al campo de la Electroquímica, Métodos clásicos que son parte de cualquier Laboratorio Electroquímico, Técnicas de Superficie y otras más actuales. El objetivo es conocer aquellos métodos que permiten la Caracterización de Superficies activas electroquímicamente y el conocimiento más profundo de procesos electroquímicos complejos.

2 Competencias (conocimientos, habilidades, destrezas,...) a adquirir a) De carácter específico COMPETENCIAS ESPECÍFICAS PARA 2º CICLO (Libro Blanco ANECA, Titulación Química ) Valoración relativa de impacto de la materia (1 a 5) CONOCIMIENTOS DISCIPLINARES (SABER) Principios y procedimientos empleados en el análisis químico para la determinación, identificación y caracterización de compuestos químicos Estudio de las técnicas analíticas electroquímicas, ópticas, ) y sus aplicaciones Metrología de los procesos químicos, incluyendo la gestión de calidad COMPETENCIAS PROFESIONALES (SABER HACER) Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para solucionarlos Evaluación, interpretación y síntesis de datos e información química Reconocer e implementar buenas prácticas científicas de medida y experimentación Procesar y computar datos en relación con información y datos químicos Manipular con seguridad materiales químicos Llevar a cabo procedimientos estándares de laboratorios implicados en trabajos analíticos y sintéticos, en relación con sistemas orgánicos e inorgánicos Monitorización mediante la observación y medida de las propiedades químicas, sucesos o cambios y el registro sistemático y fiable en la documentación apropiada Planificación, diseño y ejecución de investigaciones prácticas, desde la etapa problema-reconocimiento hasta la evaluación y valoración de los resultados y descubrimientos Manejo de instrumentación química estándar, como la que se utiliza para investigaciones estructurales y separaciones Interpretación de datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su significación y de las teorías que la sustentan Valoración de riesgos en el uso de sustancias químicas y procedimientos de laboratorio COMPETENCIAS ACADÉMICAS Comprensión de los aspectos cualitativos y cuantitativos de los problemas químicos

3 b) De carácter transversal o genérico COMPETENCIAS TRANSVERSALES (Tuning) Valoración relativa de impacto de la materia (1 a 5) INSTRUMENTALES Capacidad de análisis y síntesis Capacidad de organización y planificación Comunicación oral y escrita en la lengua nativa Conocimiento de una lengua extranjera Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio Capacidad de gestión de la información Resolución de problemas Toma de decisiones PERSONALES Trabajo en equipo Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar Trabajo en un contexto internacional Habilidades en las relaciones interpersonales Reconocimiento a la diversidad y la multiculturalidad Razonamiento crítico Compromiso ético SISTÉMICAS Aprendizaje autónomo Adaptación a nuevas situaciones Creatividad Liderazgo Conocimiento de otras culturas y costumbres Iniciativa y espíritu emprendedor Motivación por la calidad

4 Contenido CRÉDITOS ECTS: 3 (2 teóricos y 1 prácticos) 25 horas / crédito 75 horas 33.3% presencial 66.6% no presencial H O R A S ACTIVIDADES A DESARROLLAR Tiempo presencial (1/3) Factor aplicable Tiempo personal (2/3) TOTAL Clases magistrales Laboratorio Tutoría obligatoria Seminarios Talleres Evaluaciones continuas y exámenes TOTAL 25 h (1/3) 50 h (2/3) 75 (*) El trabajo individual puede incorporarse parcial o totalmente al conjunto de seminarios/talleres) NOTA: Adaptar créditos y horas a cada materia PROGRAMA: - CLASES MAGISTRALES Lección 1. Conceptos fundamentales de electroquímica. Introducción. Características de las reacciones electródicas. Termodinámica de las celdas electroquímicas. La doble capa iónica. Bases de la cinética electródica. Control de difusión en reacciones electródicas. Técnicas electroquímicas. Lección 2. Voltametría lineal. Introducción. Principios básicos. Instrumentación. Tipos de Voltametría. Aplicaciones en cinética electródica. Aplicaciones electroquímicas. Lección 3. Espectroscopia de impedancia electroquímica. Introducción. Principios básicos. Modelos. Instrumentación. Polarización de una interfase. Medidas de impedancia. Aplicaciones a procesos electroquímicos. Lección 4. Balanza electroquímica de cuarzo. Introducción. Efecto piezoeléctrico. Modelo electromecánico. Instrumentación. Medidas de variables electroquímicas y frecuencia. Interpretación de datos. Aplicaciones electroquímicas. Lección 5. Microscopia de barrido Electroquímico (SECM). Introducción. Instrumentación SECM. Aspectos teóricos. Modos de trabajo SECM. Feedback positivo. Feedback negativo. Modo Generación-Colección. Imágenes SECM. Aplicaciones. Lección 6. Microscopia de efecto túnel y de fuerza atómica Introducción. Microscopia de efecto túnel (STM). Microscopia de fuerza atómica (AFM). Instrumentación. STM-Electroquímico. AFM-Electroquímico. Aplicaciones. - CLASES PRÁCTICAS -Determinación de la cinética de transferencia electrónica de un par redox mediante Voltametría Cíclica, Espectroscopia de Impedancia y SECM - OTRAS ACTIVIDADES DIRIGIDAS Se realizarán seminarios en los que serán tratados algunos problemas complejos y aplicaciones. Estos seminarios servirán de modelo para el desarrollo, por parte de los alumnos de temas específicos, ya sea individuales, o de grupos reducidos de alumnos. Estos temas serán expuestos por parte de los alumnos.

5 Aproximaciones Metodológicas Clases Magistrales: Cada lección será desarrollada en un tiempo (promedio) de 2 horas de clases presenciales. Para cada tema se expondrá inicialmente los objetivos y un esquema del mismo. A continuación se realizará una exposición de la materia, haciendo especial énfasis en los aspectos más relevantes. Clases prácticas de laboratorio: Se llevará a cabo un estudio comparativo mediante diferentes técnicas electroquímicas del proceso de transferencia electrónica de un par redox estándar. Se destacará el empleo de los diferentes setup de cada técnica lo que permitirá realizar un análisis crítico sobre la viabilidad de estudio de los sistemas redox. Seminarios: Se analizarán algunos problemas complejos y aplicaciones que servirán de modelo para el desarrollo de temas específicos por parte de los alumnos, ya sea de forma individual o por grupos reducidos. Procesos de Evaluación de los estudiantes Se realizará un examen escrito cuyo resultado representará el 60% de la calificación final del alumno. El seguimiento y aprovechamiento de las clases teóricas y prácticas representará el 15% de la calificación final. Por último, la exposición de los seminarios y el resumen de los mismos contribuirá con el 25% a la calificación final..

6 Recursos docentes necesarios Recursos humanos: Tres profesores para llevar a cabo las actividades presenciales, así como el apoyo a actividades no presenciales y evaluación. Recursos materiales: - Aula con sistema de proyección de presentaciones electrónicas. - Laboratorio con el material necesario para las prácticas. - Bibliografía. - Acceso informático a bases de datos y paquetes de apilcaciones. Bibliografía General: A.J. Bard y L.R. Faulkner, Electrochemical methods. Fundamentals and Applications, Wiley, 2000 Physical Electrochemistry. Principles, Methods and Applications, I. Rubistein (ed.), M. Dekker, 1995 P.A. Christensen y A. Hammet, Blackie Academic Professional, 1994 Específica: D. Pletcher, A First Course in Electrode Process, D. Pletcher, Alresford Press, 1991 Physical Electrochemistry. Principles, Methods and Applications, I. Rubistein (ed.), M. Dekker, 1995, C. Gabrielli, Cap. 16 Impedance Spectroscopy. Theory, Experiment and Applications 2ªed., E. Barsoukov and J. Ross Macdonald, Wiley, 2005 D.A. Buttry and M.D. Ward, Measurement of interfacial processes at electrode surfaces with the E.Q.C.M., Chemical Reviews, vol.92, 1992, V. Tsionsky, L. Daikhin, M. Urbakh and E. Gileadi, Electroanalytical Chemistry, A.J. Bard & I. Rubistein, eds., (2004) vol. 22, cap. I. A. J. Bard, M. V. Mirkin, Scanning Electrochemical Microscopy, Marcel Dekker, 2001 H.J. Güntherodt & Wiesendanger, Scanning Tunneling Microscopy, Springer Verlag, 1994 Sergei N. Magonov, Surface analysis with STM and AFM : experimental and theoretical aspects of image analysis, VCH, 1996