Datos Identificativos 2013/14
Asignatura (*) Química Física 3 Código 610G01018
Titulación
Grao en Química
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Terceiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Inglés
Prerrequisitos
Departamento Química Física e Enxeñaría Química 1
Coordinación
Herrero Rodriguez, Roberto
Correo electrónico
r.herrero@udc.es
Profesorado
Barriada Pereira, José Luis
Herrero Rodriguez, Roberto
Correo electrónico
jose.barriada@udc.es
r.herrero@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.es/moodle
Descrición xeral La Química Física es el estudio de los principios físicos fundamentales que gobiernan las propiedades y el comportamiento de los sistemas químicos. Un sistema químico puede estudiarse desde un punto de vista microscópico o macroscópico. En este curso de Química Física se introduce la metodología del estudio macroscópico de equilibrio (Termodinámica Química)
Los contenidos que se imparten en esta asignatura constituyen los fundamentos teóricos imprescindibles para las siguientes asignaturas de Química Física y un marco de referencia para todas las demás ramas de la Química que, necesariamente, aplican buena parte de los conceptos estudiados en esta asignatura en el desarrollo de sus programas específicos.
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Physical Chemistry consists in the study of fundamental physical principles that govern the properties and behavior of chemical systems. A chemical system can be studied from a microscopic or a macroscopic point of view. In this course of Physical Chemistry the methodology to study the macroscopic equilibrium is introduced (Chemical Thermodynamics)
The subjects taught in this course are the essential theoretical foundations for the subsequent subjects in Physical Chemistry. They are also a framework for all other branches of chemistry that necessarily apply many of the concepts studied in this course in the development of their specific programs.

Competencias do título
Código Competencias da titulación
A1 Utilizar a terminoloxía química, nomenclatura, convenios e unidades.
A5 Comprender os principios da termodinámica e as súas aplicacións en Química.
A14 Demostrar o coñecemento e comprensión de conceptos, principios e teorías relacionadas coa Química.
A15 Recoñecer e analizar novos problemas e planear estratexias para solucionalos.
A16 Adquirir, avaliar e utilizar os datos e información bibliográfica e técnica relacionada coa Química.
A20 Interpretar os datos procedentes de observacións e medidas no laboratorio.
A21 Comprender os aspectos cualitativos e cuantitativos dos problemas químicos.
A22 Planificar, deseñar e desenvolver proxectos e experimentos.
A24 Explicar, de xeito comprensible, fenómenos e procesos relacionados coa Química.
A25 Relacionar a Química con outras disciplinas e recoñecer e valorar os procesos químicos na vida diaria.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B7 Comunicarse de maneira efectiva nun entorno de traballo.
C1 Expresarse correctamente, tanto de forma oral coma escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C3 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Competencias de materia (Resultados de aprendizaxe) Competencias da titulación
Coñecer os Principios da Termodinámica e as suas aplicacións en Química. A1
A5
A14
A15
A16
A20
A21
A25
B1
B2
B3
B4
C1
C3
C6
C8
Resolver problemas complexos mediante o emprego de follas de cálculo. A1
A14
A15
A16
A20
A21
B1
B2
B3
B4
B7
C1
C3
Destreza na búsqueda bibliográfica de aplicacións reais e de investigación sobre os contidos da materia. A14
A15
A16
A20
A21
A22
A24
A25
B1
B3
B4
B7
C1
C2
C3
C6
C7
C8

Contidos
Temas Subtemas
1. Introducción a la Termodinámica Química Conceptos previos y propiedades matemáticas
2. Los principios de la Termodinámica Primer principio: energía interna, entalpía, capacidades caloríficas. Segundo principio: entropía, cálculo de la variación de entropía en sistemas sencillos.
3. Potenciales termodinámicos y evolución de sistemas Condiciones de equilibrio en sistemas cerrados: las funciones de Gibbs y Helmholtz. Relaciones termodinámicas para un sistema cerrado. Aplicaciones: ecuaciones termodinámicas de estado, diferencia entre las capacidades caloríficas, el coeficiente de Joule-Thomson.
4. Funciones termodinámicas normales de reacción Entalpía estándar: leyes de Hess y Kirchhoff. Entropía estándar: el tercer principio de la Termodinámica, determinación de entropías convencionales. Energía de Gibbs estándar. Uso de tablas termodinámicas.
5. Termodinámica de sistemas de composición variable El potencial químico. Propiedades molares parciales. Condiciones de equilibrio material: equilibrio de fases y equilibrio químico.
6. Termodinámica de gases El gas ideal: potencial químico y propiedades, mezcla de gases ideales. Gases reales: ecuaciones de estado y fugacidad, cálculo de fugacidades.
7. Equilibrios de fases en sistemas de un componente La regla de las fases. Diagrama de fases para sistemas de un componente. Ecuaciones de Clapeyron y Clausius-Clapeyron. Clasificación de las transiciones de fases.
8. Disoluciones Disolución ideal: Ley de Raoult. Disolución diluida ideal: Ley de Henry. Funciones de mezcla. Disoluciones no ideales de no electrolitos: actividad y coeficientes de actividad, la ecuación de Gibbs-Duhem, Funciones de exceso. Disoluciones de electrolitos: el coeficiente de actividad de especies iónicas.
9. Equilibrios de fases en sistemas multicomponentes Equilibrio líquido-vapor: disolución ideal a T constante y a P constante, destilación fraccionada, mezclas azeotrópicas. Equilibrio líquido-líquido: miscibilidad. Equilibrio sólido-líquido:Diagramas temperatura-composición, eutéctico simple, formación de compuestos con fusión congruente e incongruente, análisis térmico. Equilibrio disolución-componente cristalino. Propiedades coligativas: descenso crioscópico, aumento ebulloscópico, presión osmótica, descenso de la presión de vapor. Ley de distribución de Nernst.
10. Equilibrio químico Equilibrio químico entre gases: la constante de equilibrio, desplazamiento del equilibrio –principio de Le Chatelier. Equilibrio químico en disolución. Equilibrio químico con sólidos y líquidos puros.
11. Termodinámica de superficies La interfase: tensión superficial. Interfases curvas: ascenso capilar. Adsorción sobre sólidos: fisisorción y quimisorción, isotermas de adsorción.
12. Equilibrio electroquímico Sistemas electroquímicos. Termodinámica de los sistemas electroquímicos: el potencial electroquímico. Celdas galvánicas y electrolíticas. Ecuación de Nernst y potenciales normales de electrodo. Tipos de electrodos reversibles. Potenciales de unión líquida. Determinación de parámetros termodinámicos.

Planificación
Metodoloxías / probas Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral 21 42 63
Solución de problemas 13 39 52
Prácticas a través de TIC 3 9 12
Recensión bilbiográfica 1 4 5
Proba mixta 2 0 2
Estudo de casos 2 8 10
Proba mixta 4 0 4
 
Atención personalizada 2 0 2
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Clases magistrales, en las que se desarrollarán los contenidos teóricos
Solución de problemas Seminarios donde, en grupos reducidos, se mostrará la aplicación de los contenidos de cada tema a la resolución de problemas modelo
Prácticas a través de TIC Prácticas en las que se propondrá a los alumnos la resolución de problemas complejos mediante el empleo de herramientas informáticas
Recensión bilbiográfica Se enseñará y se pedirá a los alumnos que realicen búsquedas bibliográficas de artículos de investigación relacionadas con los contenidos de la asignatura.
Se les propondrá la lectura de artículos de educación dedicados a temas relacionados con la materia.
Proba mixta Se les propondrá un ejercicio que combine la aplicación de los fundamentos teóricos y la resolución de problemas aplicados y se resolverá de forma conjunta y dirigida por el profesor.
Estudo de casos Se les plantea un caso práctico real de aplicación de la Termodinámica. Se les pedirá que lo expliquen a partir de los fundamentos de la termodinámica y que planteen posibles alternativas. Se podrá resolver a partir de datos bibliográficos o incluso completarse con medidas sencillas en el laboratorio. Este trabajo se realizará en grupo.
Proba mixta Se realiza una prueba al final del cuatrimestre donde los alumnos deberán resolver unos problemas de forma autónoma

Atención personalizada
Metodoloxías
Estudo de casos
Solución de problemas
Prácticas a través de TIC
Recensión bilbiográfica
Descrición
Estos trabajos se proponen en la clase y los alumnos deberán resolverlos apoyándose en tutorías personalizadas con el profesor.

Avaliación
Metodoloxías Descrición Cualificación
Proba mixta Se valorará la contribución individual a la resolución del conjunto de actividades. Se busca que todos los alumnos sean capaces de completar correctamente el ejercicio. 10
Estudo de casos Se pide realizar un trabajo en grupo. Se valora la contribución de cada uno de los miembros al trabajo global. 5
Prácticas a través de TIC Se plantea la resolución de problemas complejos a través de programas de cálculo. Estos problemas se entregan resueltos de forma individual. 7.5
Recensión bilbiográfica Se les pide la realización de búsquedas bibliográficas de artículos de investigación relacionados con aplicaciones prácticas de la materia que se está estudiando. Se entregan individualmente. 7.5
Proba mixta Examen final de los contenidos de la asignatura basado en la resolución autónoma de problemas. 70
 
Observacións avaliación

El alumno que participe en cualquiera de las actividades se considerará presentado en la asignatura a la hora de la calificación final. El desglose anterior corresponderá a la calificación de enero (primera oportunidad).

Para facilitar la superación de la asignatura, se realizará una prueba eliminatoria de materia de caracter voluntario que puntuará un máximo de 7 sobre 10. Para poder realizar esta prueba es necesario la asistencia regular a las clases magistrales y a los seminarios en grupos pequeños, así como haber participado en todas las actividades propuestas. El alumno que obtenga una calificación total igual o superior a 5.0 quedará eximido de tener que evaluarse en el examen final. En cualquier caso, todos los alumnos que lo deseen podrán examinarse de nuevo de toda la materia en el examen final para mejorar su calificación. La fecha de esta prueba voluntaria se fijará de forma consensuada entre los alumnos, profesores y coordinador.

La calificación de la segunda oportunidad se realizará únicamente con una prueba final que puntuará 10 sobre 10.

Las matrículas de honor se asignarán prioritariamente en la calificación de la primera oportunidad. Sólo se podrá conceder en la segunda oportunidad si no se hubiese agotado el número de matrículas en la primera.

Fechas de actividades programadas:

1ª actividad: 18 de Octubre

2ª actividad: 22 de Noviembre

3ª actividad:por fijar

Las pruebas  finales se realizarán en las siguientes fechas y horarios:

-Primera oportunidad: Consultar fechas aprobadas en Junta de Facultad

-Segunda oportunidad: Consultar fechas aprobadas en Junta de Facultad


Fontes de información
Bibliografía básica

§LEVINE, I.N. (2004). Fisocoquímica.5ª Ed Vol 1 y 2. McGraw-Hill.

§ATKINS, P.W. Química Física. (Cualquier edición)

Bibliografía complementaria

§ DENBIGH, K. (1985). Equilibrio Químico. AC. Madrid.

§ McQUARRIE, D.A., SIMON, J.D. (1997).Physical Chemistry. Univ. Science Books..

§ DÍAZ PEÑA, M., ROIG MUNTANER, A. (1988).Química Física. Alhambra.

§ KLOTZ, I.M., ROSENBERG, R.M. (1981) Termodinámica Química. AC.

§ AVERY, H.E., SHAW, D.J. (1978). Cálculos básicos en Química Física.Reverté.

§ AVERY, H.E., SHAW, D.J. (1974). Cálculos superiores en Química Física.Reverté.

§ LABOWITZ, L.C., ARENTS, J.S. (1986). Fisicoquímica: Problemas y soluciones. AC.

§ GANDÍA, V. (1977). Problemas de Termología. Artes Gráficas Soler S.A.

§ METZ, C.R. (1991).Teoría y problemas de Química Física. McGraw-Hill (Schaum)


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Experimentación en Química Física/610G01019
Química Física Avanzada/610G01020

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Experimentación en Química Física/610G01019

Materias que continúan o temario
Matemáticas 1/610G01001
Matemáticas 2/610G01002
Física 1/610G01003
Física 2/610G01004
Química 2/610G01008

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías