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Química Física

Aplicar la mecánica estadística a la determinación de propiedades termodinámicas. Realizar el estudio de las interfases y los sistemas dispersos y sus aplicaciones. Desarrollar y aplicar los conceptos y recursos de la cinética química. Realizar el estudio de los fenómenos electrolíticos y aplicarlos a procesos industriales y de corrosión.

Química Física

José María Montes Villalón
Javier García Torrent
Angel Cámara Rascón
Enrique Querol Aragón


Departamento de Ingeniería Química y Combustibles
Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas

Asignatura Optativa de 3er Curso.

2º Cuatrimestre

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Créditos totales: 4,5
Teóricos : 2
Prácticos : 2,5

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

OBJETIVOS GENERALES:

  • Aplicar la mecánica estadística a la determinación de propiedades termodinámicas.
  • Realizar el estudio de las interfases y los sistemas dispersos y sus aplicaciones.
  • Desarrollar y aplicar los conceptos y recursos de la cinética química.
  • Realizar el estudio de los fenómenos electrolíticos y aplicarlos a procesos industriales y de corrosión.

 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

  • BLOQUE 1: Termodinámica estadística

    1.1 Comprender los conceptos básicos manejados por la Mecánica Estadística.
    1.2 Interpretar estadísticamente los conceptos de irreversibilidad, espontaneidad y equilibrio.
    1.3 Desarrollar los modelos estadísticos utilizados en Física.
    1.4 Establecer la conexión entre la Mecánica Estadística y la Termodinámica.
    1.5 Aplicar la Mecánica Estadística a la determinación de propiedades termodinámicas.
    1.6 Aplicar el Tercer Principio de la Termodinámica a la determinación de entropías.

     

  • BLOQUE 2: Química de superficies y sistemas dispersos

    2.1 Reconocer las situaciones que requieren el estudio de las interfases.
    2.2 Aplicar la isoterma de adsorción de Gibbs e interpretar los resultados.
    2.3 Reconocer los diversos tipos de adsorción.
    2.4 Aplicar las isotermas de adsorción de Langmuir y de Freundlich.
    2.5 Comprender las peculiaridades eléctricas de las interfases y desarrollar sus consecuencias.
    2.6 Reconocer los diversos tipos de sistemas dispersos, sus peculiaridades y propiedades.
    2.7 Comprender las propiedades eléctricas de los soles.
    2.8 Discutir la estabilidad de las fases dispersas.
    2.9 Describir las peculiaridades reológicas de los sistemas dispersos.

     

  • BLOQUE 3: Cinética Química y catálisis

    3.1 Comprender los conceptos de velocidad de reacción, orden de reacción, constante de velocidad, mecanismo, complejo activado y molecularidad.
    3.2 Aplicar la ley de Arrhenius y determinar sus parámetros.
    3.3 Formular la teoría del complejo activado y discutir la significación de sus parámetros.
    3.4 Aplicar la teoría del complejo activado al análisis de la cinética de recciones iónicas.
    3.5 Comprender la activación fotoquímica y los procesos a que da lugar.
    3.6 Analizar la cinética de reacciones irreversibles, reversibles, consecutivas y simultáneas sencillas.
    3.7 Analizar la cinética de reacciones en cadena sencillas.
    3.8 Analizar e interpretar los diversos mecanismos de reacciones explosivas.
    3.9 Comprender el mecanismo básico de la catálisis.
    3.10 Analizar reacciones catalíticas homogéneas.
    3.11 Analizar reacciones catalíticas heterogéneas gas-sólido.

     

  • BLOQUE 4: Fenómenos electrolíticos

    4.1 Analizar la reversibilidad e irreversibilidad de los procesos electrolíticos.
    4.2 Comprender el concepto de sobretensión y distinguir sus tipos.
    4.3 Analizar la cinética electroquímica y formular la sobretensión de activación.
    4.4 Comprender la pasividad electroquímica.
    4.5 Comprender el concepto de corrosión y distinguir y analizar sus diversos tipos.
    4.6 Comprender los métodos para la prevención de la corrosión.

     

 

ESQUEMA DE CONTENIDOS Y ACTIVIDADES

 
Créditos
 
Teóricos
Prácticos
1.TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA    

Conceptos fundamentales de mecánica estadística. Modelos estadísticos. Determinación de propiedades termodinámicas. Tercer principio de la termodinámica

0,6  

Desarrollo de aplicaciones y resolución de ejercicios en aula: 0,4 créd

  0,4
2. QUÍMICA DE SUPERFICIES Y SISTEMAS DISPERSOS    

Termodinámica de las interfases. Adsorción. Sistemas dispersos

0,3  

Desarrollo de aplicaciones y resolución de ejercicios en aula: 0,4 créd.
Prácticas de laboratorio: 0,2 créd

  0,6
3. CINÉTICA QUÍMICA Y CATÁLISIS    

Conceptos fundamentales. Cinética formal. Catálisis

0,8  

Desarrollo de aplicaciones y resolución de ejercicios en aula: 0,6 créd.
Prácticas de laboratorio: 0,2 créd

  0,8
4.FENOMENOS ELECTROLÍTICOS    

Conceptos fundamentales. Cinética electroquímica. Corrosión y pasividad

0,3  

Desarrollo de aplicaciones y resolución de ejercicios en aula: 0,2 créd.
Prácticas de laboratorio: 0,2 créd

  0,4
Actividades de evaluación   0,3

 

PRÁCTICAS EN GRUPOS REDUCIDOS:

Nº de prácticas por curso y alumno: 5

Nº de alumnos por grupo: 30 (máximo)

Relación de contenidos:

Práctica Nº 1: Química de superficies.

Práctica Nº 2: Cinética química. (2 DÍAS)

Práctica Nº 3: Electroquímica.

Lugar de realización:

Laboratorio de Química Física

 

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

La evaluación no se limita a considerar la mera reproducción de contenidos, sino que se centra sobre la capacidad de aplicación de los conceptos y recursos expuestos en las clases y en el texto.

 

Las prácticas de laboratorio se califican por evaluación continuada a lo largo del curso. Los alumnos que no la superen podrán someterse, si lo desean, a una prueba final de laboratorio. El aprobado de las prácticas de laboratorio es indispensable para la admisión al examen final de la asignatura.

 

El examen consta de las dos partes siguientes, de igual peso:

  1. Varias cuestiones breves, que requieren aplicar la teoría impartida, pero no precisan de la memorización de contenido alguno.
  2. Varios problemas de aplicación, de idénticas características que los propuestos y resueltos durante el curso.

 

Los alumnos disponen de unas tablas y formularios que incluyen todas las constantes, valores y fórmulas que puedan necesitar.

 

Durante el curso y en horas normales de clase se realizan pruebas aleatorias de evaluación continuada, sin previo aviso, sobre la materia del día y los inmediatamente anteriores. Con los resultados de estas pruebas y con la calificación de las prácticas de laboratorio se obtiene un factor de mejora, comprendido entre 1,00 y 1,20, que se aplica a la nota del examen.

 

Finalmente, las calificaciones de los alumnos que han resultado aprobados se someten a un proceso de ajuste, siempre por exceso, para aproximar su distribución a las usuales en el ECTS (Sistema Europeo de Transferencia de Créditos).

 

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Copyright 2009, Autores y colaboradores. Reconocer autoría/Citar obra. Villalón, J. M. M., Rascón, A. C., Aragón, E. Q., Torrent, J. G. (2010, February 22). Química Física. Retrieved May 26, 2017, from OCW UPM - OpenCourseWare de la Universidad Politécnica de Madrid Web site: http://ocw.upm.es/explotacion-de-minas/quimica-fisica. Esta obra se publica bajo una licencia Licencia Creative Commons Licencia Creative Commons