Datos Identificativos 2019/20
Asignatura (*) Química Física Avanzada Código 610G01020
Titulación
Grao en Química
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 1º cuadrimestre
Cuarto Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Inglés
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Química
Coordinación
Iglesias Martinez, Emilia
Correo electrónico
emilia.iglesias@udc.es
Profesorado
Brandariz Lendoiro, Maria Isabel
Iglesias Martinez, Emilia
Correo electrónico
i.brandariz@udc.es
emilia.iglesias@udc.es
Web http://campusvirtual.udc.es
Descrición xeral PALABRAS CLAVE: interaccións iónicas e fenómenos de transporte molecular. Ecuación de velocidade e mecanismos de reacción. Teorías Cinetoquímicas. Catálise homoxénea. Introdución á cinética eletroquímica. Macromoléculas e colóides.

DESCRICIÓN: A Química Física Avanzada aborda o estudo fenomenolóxico das interaccións entre ións e moléculas, que nos permiten comprender a configuración de macromoléculas de interese químico e biolóxico. Os fenómenos de transporte en solución fan posible a caracterización de macromoléculas e son fundamentais para a aplicación de determinadas técnicas para estudo da cinética das reaccións. A Cinética Química introduce a variable tempo no estudo dunha reacción química, analiza os factores que modifican a súa velocidade, a fin de deducir a ecuación de velocidade para finalmente propor un mecanismo de reacción a nivel molecular para interpretar a reacción macroscópico.

Competencias do título
Código Competencias do título
A1 Utilizar a terminoloxía química, nomenclatura, convenios e unidades.
A3 Coñecer as características dos diferentes estados da materia e as teorías empregadas para describilos.
A4 Coñecer os tipos principais de reacción química e as súas principais características asociadas.
A10 Coñecer a cinética do cambio químico, incluíndo a catálise e os mecanismos de reacción.
A14 Demostrar o coñecemento e comprensión de conceptos, principios e teorías relacionadas coa Química.
A19 Levar a cabo procedementos estándares e manexar a instrumentación científica.
A20 Interpretar os datos procedentes de observacións e medidas no laboratorio.
A22 Planificar, deseñar e desenvolver proxectos e experimentos.
A23 Desenvolver unha actitude crítica de perfeccionamento na labor experimental.
A25 Relacionar a Química con outras disciplinas e recoñecer e valorar os procesos químicos na vida diaria.
A27 Impartir docencia en química e materias afíns nos distintos niveis educativos.
B1 Aprender a aprender.
B3 Aplicar un pensamento crítico, lóxico e creativo.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
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.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Metodolóxicas: · Planificar, proxectar e realizar experimentos relacionados co transporte de materia e de carga. · Ppropoñer e elaborar un estudo cinético dunha reacción química. · Aplicación de programs informáticos sinxelos para o análise cuantitativo dos datos cinéticos. · Interpretación dos resultados en base a un mecanismo de reacción. · Simulación / predicción de datos non publicados partindo da ecuación de velocidade. A3
A4
A10
A19
A20
A22
A23
A27
B1
B3
B4
C3
Conceptual: · Comprender as interaccións interiónicas e inter- ou intramoleculares e a súa relación cos fenómenos de asociación, auto-agregación ou conformación molecular. · Manexar os métodos propios da cinética química. Interpretación a nivel molecular (mecanicista) das reaccións químicas. Entender e coñecer os factores que poden modificar a velocidade dunha reacción. · Comprender o proceso de catálise e súa relación coa activación química, fotoquímica ou electroquímica. A1
A4
A10
A14
B3
Actitudinales: ·Presentar informes axeitados dun estudo experimental ·Analizar e criticar estudos cinéticos publicados de dificultade baixa. A22
A23
A25
A27
B1
B3
B4
C3
C6

Contidos
Temas Subtemas
Interaccións iónicas e moleculares · Interaccións entre ións en disolución: coeficiente de actividade. Lei de Debye-Hückel. Forza iónica.
· As interaccións entre moléculas. Momento dipolar. Polarizabilidade: Clausius-Mossotti. Interaccións dipolares. Interacción hidrofóbica: autoagregation e conformación molecular.
· Colóides: micelas directa e inversa, membranas biolóxicas.
· Macromoléculas
Fenómenos de transporte · Ecuacions fenomenolóxicas. Fluxo. Difusión. Lei de Fick. Ecuación de Stokes-Einstein.
· Conductividade térmica
· Conductividade eléctrica: Teoría de Debye-Huckel-Onsager.
· Viscosidade
Ecuación de velocidade e mecanismo de reacción · Ecuación integrada de velocidade. Velocidades iniciais. Orden de reacción e estequiometría. Método de aillamento. O uso das propiedades físicas no seguimento cinético dunha reacción química.
· Esquemas complexos de reacción: reaccións paralelas, reversibles e consecutivas.
· Aproximación do estado estacionario.
· Mecanismos de reacción, reacción elemental. deducción de mecanismos de reaction.
Teorías cinetoquímicas e aplicacions · Teoría de colisions: factor de frecuencias
· Teoría do complexo activado: aproximación según a Termodinámica Estadística e según la Termodinámica clásica. Curvas de enerxía potencial
· Reaccions en fase gas: mecanismo de Lindeman
·Reaccions en disolución. Reaccions controladas pola difusión dos reactivos.
· Reaccions fotoquímicas
Catálise · Catálise homoxénea, heteroxénea e microheteroxénea
· Mecanismo xeral de catálise: ecuacions de velocidade
· Catálisise homoxénea: catálise nucleófila, catálise ácido-base
· Correlacions de enerxía libre
· Catálise microheteroxénea: catálise micelar; catálise enzimática.
Introducción a cinética electroquímica · Reaccions electroquímicas: aspectos singulares
· Interfase electrodo-disolución: modelo de Gouy-Chapman
· Velocidade de transferencia de carga. Ecuación de Butler-Volmer
· Voltametría
Prácticas · Experimentos de Laboratorio relacionados con fenómenos de transporte, determinación de ecuacions de velocidade e procesos de catálise.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A25 A27 B3 21 42 63
Seminario A1 A4 A10 A14 A20 B1 B3 7 28 35
Prácticas de laboratorio A19 A20 A22 A23 A25 A27 B1 B3 B4 C3 20 20 40
Presentación oral A20 A27 B3 C3 C6 1 5 6
Proba mixta A1 A3 A4 A10 A14 A20 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 • Nas clases de expoxición serán introducidos os conceptos, modelos, métodos e teorías dos contidos fundamentais do programa do curso. A través do campus virtual, o alumno disporá do material que complementa a clase. A lectura previa dos temas discutidos na clase, sen dúbida, leva a unha mellor utilización e facilita a interacción alumno-profesor.
Seminario • Seminarios: aclaración e consolidación do contido teórico por medio da resolución de cuestions, problemas ou crítica de estudos prácticos. O desenvolvemento dos seminarios baséase no traballo e participación activa do alumno, por elo, a relación de exercicios, preguntas e / ou casos que han traballar en cada sesión de seminario estará dispoñible con antelación. O alumno será quen explique e expoña a resolución dos problemas.
Prácticas de laboratorio • Faranse experimentos relacionados cos conceptos abordados no curso . O alumno, coa axuda do profesor, tentará de reproducir experimentos de laboratorio sinxelos. Cada alumno elaborará un informe ou exposición sobre a labor realizada no laboratorio e a discusión dos resultados, segundo a orientación do profesor. Será necesario realizar as prácticas de laboratorio para aprobar a asignatura.
Presentación oral • Presentación dos resultados obtidos nas prácticas de laboratorio facendo uso das tecnoloxías da información e comunicación. Debate e crítica dos mismos en grupo. (Opción alternative a elaboración do Informe escrito)
Proba mixta • Resolución de cuestións de teoría e exercicios relacionados cos temas abordados nas clases expositivas, nas prácticas de laboratorio ou seminarios. O alumno debe demostrar de forma independente e nun intervalo de tempo predefinido, o coñecemento adquirido e a capacidade de resolver ejecicios e / ou cuestións conceptuais.

Atención personalizada
Metodoloxías
Sesión maxistral
Seminario
Prácticas de laboratorio
Presentación oral
Descrición
Recoméndase o uso das titorías individuais para a súa orientación na resolución das dúbidas, cuestións e conceptos que non quedaron suficientemente claros, tanto no que se refire o desenvolvemento dos contidos teóricos como dos seminarios, prácticas de laboratorio ou na preparación da proba final. Os profesores estarán a dispor dos alumnos para resolver calquer tipo de dúbidas sobre a asignatura no horario de atención das titorías.
Os alumnos con dispensa académica disporán de titorías tanto presenciais como por correo electrónico, sempre que o necesiten.
Antes de realizar o traballo experimental, o alumno fará un guión do artigo científico que resume a experiencia que vai reporducir. Durante o desenrolo do experimento será asesorado nas complicacións que poidan xurdir. Finalizada a mesma, o profesor guiará o alumno na interpretación dos resultados en base os modelos cuantitativos desenvolvidos na clase e na sala de informática para o tratamento cuantitativo dos resultados.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio A19 A20 A22 A23 A25 A27 B1 B3 B4 C3 • Reflicten a destreza e capacidade do alumno na planificación, deseño e desenvolvemento de experimentos sinxelos.
• Ensaio de distintas técnicas para caracterizar os diferentes sistemas ou procesos no seguimento dunha reacción química.
•Tratamento cuantitativo dos resultados experimentais según os modelos teóricos e explicación dos mesmos.
• A entrega dun informe de laboratorio ou exposición dos resultados que reflicta os conceptos anteriores é obligatoria.
• Na avaliación desta actividade é tido en conta o traballo de laboratorio, os resultados obtidos e o informe preparado (escrito ou exposición oral).
10
Proba mixta A1 A3 A4 A10 A14 A20 • A realización da proba escrita consta de cuestións teóricas e prácticas derivadas dos contidos teóricos do curso, dos seminarios e das prácticas.
• Para aprobar a asignatura é necesario superar as prácticas e a proba mixta. A puntuación obtida dunha actividade superada, manterase nas seguintes convocatorias do curso (segunda oportunidade).
• De non superar a proba mixta, ainda que a media coa nota de prácticas sexa superior a 5, a calificación numérica que figure na Acta será a puntuación obtida na proba mixta.
• O alumno obterá a cualificación de Non Presentado cando non faga as prácticas de laboratorio e, por tanto, tampouco se presente a proba mixta.
•O proceso de enseñanza-aprendizaxe refierese a un curso académico, po lo que, nos sucesivos cursos académicos o alumno vuelve a comenzar de cero.
80
Presentación oral A20 A27 B3 C3 C6 • Exposición e análise crítica dos resultados das prácticas de laboratorio.
• Calidade da información producida na presentación e as habilidades mostradas na comunicación.
• Capacidade para defender e contrastar os seus resultados
10
 
Observacións avaliación
-A asistencia a totalidade das prácticas de laboratorio e a entrega do correspondente Informe son actividades obrigatorias pa todo o alumnado.
-A asistencia os seminarios non e obrigatoria para o alumno con dispensa académica. A participación activa do alumno será tida en conta na nota final acadada.
-Para superar a asignatura será necesario obter na proba mixta unha nota non inferior a 5.0 sobre 10 (4 sobre 8) e acadar unha nota mínima de 5.0 na suma das calificacions de todas as actividades.
-A calificación de matrícula otorgarase preferentemente na primeira oportunidade.
-Segunda oportunidade: repetición da proba mixta sobre contidos dos seminarios, prácticas e clases de teoría.

Fontes de información
Bibliografía básica P. W. Atkins, J. de Paula (2008). Química Física, 8ª Ed. . Panamericana
Laidler K. J. (1994). Chemical Kinetics . Harper and Row, New York.
Espenson J. H. (1995). Chemical kinetics and reaction mechanisms 2ª ed.. McGraw-Hill, New York.
Bockris, J.O.M., Reddy, A K.N. (1998). Modern Electrochemistry 1. Ionics. 2nd ed.. Plenum Press, New York

Bibliografía complementaria LEVINE I. N. (2004). Fisicoquímica 5ª ed.. McGraw-Hill, Madrid
R. A. Jackson (2004). Mechanism in Organic Reactions.. Royal Society of Chemistry (RSC)
P. L. Brezonik (1994). Chemical Kinetics and Process Dynamic in Aquatic Systems.. Lewis Publishers
P. Sanz Pedredo (1992). Físicoquímica para Farmacia y Biología.. Masson-Salvat Medicina
S. R. Logan (2000). Fundamentos de Cinética Química. Addison Wesley
BOCKRIS, J.O.M., REDDY, A.K.N., GAMBOA-ADELCO, M.E. (2000). Modern Electrochemistry 2A. Fundamentals of Electrodics.. Kluwer Academic/Plenum Press: New York
BERRY R. S., RICE S. A., ROSS J. (2000). Physical Chemistry. 2ª ed.. Oxford University Press, New York
KORITA, J, DVORAK, J., KAVAN, L. (1987). Principles of Electrochemistry. 2nd ed.. Wiley, Chichester
J. BERTRAN-RUSCA, J. NUÑEZ-DELGADO Eds , (2002). Química Física, vol. II. Ariel Ciencia


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Química Xeral 1/610G01007
Química Xeral 2/610G01008
Química Xeral 3/610G01009
Laboratorio de Química 1/610G01010
Química Física 1/610G01016
Química Física 2/610G01017
Química Física 3/610G01018
Experimentación en Química Física/610G01019

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións
Prerrequisitos: -Son necesarios os coñecementos das asignaturas de Química e de Química Física -Saber redactar, sintetizar e presentar ordeadamente un traballo. -Dominar a representación gráfica, regresión lineal con coñecimentos básicos de estadística. -Utilizar a nivel de usuario ferramientas básicas de informática (Excel, Word, Power Point). -Recoméndase coñecer inglés co nivel medio de comprensión de lectura.


(*)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