Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE ING. CS. EC. Y SOC.

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: Fisicoquímica

DEPARTAMENTO DE:   CIENCIAS BASICAS
AREA: FisicaAÑO: 2000 (Id: 241)
Estado: En tramite de Aprobación

 

I - OFERTA ACADÉMICA

CARRERAS PARA LAS QUE SE OFRECE EL MISMO CURSO

PLAN DE ESTUDIOS
ORD. Nº

CRÉDITO HORARIO

   

SEM.

TOTAL

INGENIERÍA QUÍMICA006/979135

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

SUSTERSIC, MARIA GISELA9  hs.28Efectivo
Jefe Trab. Prác.ESQUENONI, SILVIA MATILDE10  hs.31Efectivo
Auxiliar de 1ºPLENAZIO, KARINA PAOLA 5  hs.42 Interino

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

1c
 Hs.
4 Hs.
2,5 Hs.
2,5 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 15 semanas
Período del 13/03/00 al 23/06/00

IV.- FUNDAMENTACION

El Ingeniero Químico necesita adquirir los conocimientos básicos de Fisicoquímica en vista de sus aplicaciones en procesos de separación, análisis de reactores químicos y diseño de procesos. Necesita,además, adquirir buen entendimiento de los principios del equilibrio y de la cinética química y capacidad para aplicarlos en la solución de problemas prácticos. También necesita desarrollar la capacidad para desempeñarse en el trabajo experimental, tanto desde el punto de vista de la prolijidad y exactitud en el manejo de material, como en la adquisición de una metodología rigurosa en el trabajo de laboratorio y el desarrollo experimental. Necesita,también,adquirir capacidad de pensar independientemente,espíritu critico y capacidad creativa. Necesita la cualidad de relacionarse armoniosamente con sus semejantes en un clima de colaboración y cordialidad. Es de desear que adquiera, ante todo, el hábito de buscar la verdad y de contemplar el orden y la armonía en la naturaleza que está observando.


V.- OBJETIVOS

En particular se busca que el alumno desarrolle:

1.- Facilidad para aplicar las condiciones de equilibrio a sistemas heterogéneos constituídos por uno o más componentes.
2.- Capacidad para plantear y resolver problemas que atañen al comportamiento de soluciones líquidas reales.
3.- Facilidad para interpretar y aplicar datos de medidas de conductividades.
4.- Capacidad para calcular y medir potenciales de pilas y plantear problemas de estabilidad de metales.
5.- Capacidad para realizar un estudio mecanístico de laboratorio y encontrar la forma de inhibir o acelerar una reacción.
6.- Comprensión de las bases y conocimientos de las aplicaciones del equilibrio superficial.
7.- Conceptos de los diversos tipos de sobrepotencial y de su importancia en los procesos electroquímicos.

 


VI. - CONTENIDOS

TEMA 1: EQUILIBRIO ENTRE FASES I
Sistemas de un componente. Ecuación de Clapeyron. Estabilidad de fases. Sistemas de varios componentes. Regla de las fases. Fugacidades y actividades en el equilibrio heterogéneo. Equilibrio en sistemas heterogéneos con reacción química. Equilibrio entre soluciones ideales liquidas y gaseosas. Líneas de unión y regla de la palanca. Desviaciones de la ley de Raoult. Diagrama tridimensional para sistemas de dos componentes. Destilación de líquidos binarios. Soluciones diluidas. Solubilidad de gases.

TEMA 2: EQUILIBRIO ENTRE FASES II
Miscibilidad parcial. Destilación de mezclas inmiscibles y parcialmente miscibles. Distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles. Propiedades coligativas. Descenso de la temperatura de fusión. Elevación de la temperatura de ebullición. Solubilidad ideal de un sólido en un líquido. Presión osmótica. Equilibrio sólido-líquido en sistemas binarios. Representación gráfica de sistemas ternarios. Equilibrio sólido-líquido en sistemas ternarios.

TEMA 3: EQUILIBRIO EN LA FASE SUPERFICIE
Tensión superficial. Ecuación de adsorción de Gibbs. Superficies curvas. Películas superficiales. Adsorción sobre sólidos: distintos modelos. Doble capa eléctrica. Fenómenos electrocinéticos. Coloides. Jabones y detergentes.

TEMA 4: SOLUCIONES DE ELECTROLITOS
Termodinámica de soluciones de electrolitos. Conducción en celdas electrolíticas. Leyes de Faraday. Conductividad específica y equivalente. Medida de conductividad. Dependencia con la concentración. Leyes empíricas. Teoría elemental de la migración iónica. Teo-ría de Arrhenius de la disociación electro-lítica. Mecanismo de transferencia protónica. Ley de dilución de Ostwald. Dependencia con la temperatura. Determinación del producto iónico del agua y de productos de solubilidad. Ecuación de Onsager. Determinación de números de transporte.

TEMA 5: EQUILIBRIO EN PILAS
Celdas electrolíticas y pilas. Potencial electroquímico. Convenciones. Electrodo normal de hidrógeno: Ecuación de Nernst. Potenciales normales de electrodos. Clases de electrodos. Potenciales de pilas. Cálculos de potenciales normales de pilas. Relación entre fuerza electromotriz de la pila y energia libre de la reaccion de la pila. Cálculos de constantes de equilibrio. Ecuación de Nernst para pilas. Dependencia con la temperatura del potencial de una pila. Determinación de potenciales normales y de coeficientes de actividad por potenciometría. Pilas de concentración.

TEMA 6: CINÉTICA DE REACCIONES
Velocidad de reacción. Orden de una reacción. Análisis de datos cinéticos. Medidas de velocidad de reacción. Reacciones elementales. Molecularidad. Ley de Arrhenius. Teoría del estado de transición. Reacciones uni, bi y trimole-culares. Reacciones complejas.

TEMA 7: CINÉTICA DE REACCIONES EN SOLUCIÓN
Comparación con la cinética en fase gaseosa. Reacciones entre iones: influencia del solvente y de la fuerza iónica. Reacciones que incluyen dipolos. Influencia de la presión. Catálisis homogénea. Catálisis ácido-base.

TEMA 8: DESCARGA DE IONES
Densidad de corriente y sobrepotencial. Sobrepotenciales de activación de concentración y óhmico. Influencia de la corriente sobre el potencial de una pila. Conversión y almacenamiento de energía. Corrosión.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

A.- TRABAJOS DE LABORATORIO

1.- Curvas de Calentamiento.
2.- Diagramas de equilibrio líquido-vapor para sistemas de
dos componentes.
3.- Diagrama de miscibilidad parcial para sistemas de
dos componentes.
4.- Diagrama de miscibilidad parcial para sistemas de
tres componentes.
5.- Solubilidad y calor de solución.
6.- Tensión superficial.
7.- Adsorción.
8.- Conductividades de electrolitos.
9.- Estudio termodinámico de una pila.
10.- Determinación de velocidades de reacción.
11.- Determinación del orden de reacción.
12.- Cinética electroquímica.

B.- TRABAJOS PRACTICOS DE AULA

Se resolverán problemas relacionados con los temas dictados en las clases teóricas.








VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN


RÉGIMEN DE ALUMNOS REGULARES

A.- TRABAJOS DE LABORATORIO

1.- El alumno concurrirá al laboratorio preparado para realizar el trabajo práctico. Se evaluarán los conocimientos mediante un cuestionario.
2.- El trabajo práctico se realizará con la guía y supervisión del personal auxiliar.
3.- El alumno deberá cumplir con el 75 % de asistencia a las prácticas de laboratorio y recuperará aquellas en las cuales estuvo
ausente para obtener la regularidad.

B.- TRABAJOS PRÁCTICOS DE AULA
El alumno deberá cumplir con el 75 % de asistencia a los trabajos prácticos de aula.

C.- PARCIALES
Se tomarán dos parciales en el transcurso del cuatrimestre, los cuales se podrán recuperar en las fechas que se fijen al efecto.
Consistirán de problemas similares a los resueltos en clase y de preguntas sobre las prácticas de laboratorio.

D.- REGULARIZACIÓN
Se obtendrá la regularización de la materia cumpliendo con
los requisitos de asistencia a los trabajos prácticos de
laboratorio y de aula, mediante la aprobación de los dos parciales
y la presentación de la carpeta con los problemas resueltos y los
informes de laboratorio.

Para la aprobación de los parciales, los alumnos deberán obtener siete puntos en cada uno de ellos.

RÉGIMEN DE ALUMNOS LIBRES

El alumno deberá aprobar un examen escrito, el cual constará de problemas integradores de todos los temas contenidos en el programa y de preguntas sobre los trabajos de laboratorio.

Habiendo aprobado el examen escrito, podrá rendir el examen oral sobre el programa analítico.


PROGRAMA DE EXAMEN

Para la extracción de bolillas se considerará el siguiente programa mosaico:


Bolilla N° 1 : Temas 1, 8 y 7

Bolilla N° 2 : Temas 1, 7 y 6

Bolilla N° 3 : Temas 1, 5 y 4

Bolilla N° 4 : Temas 2, 9 y 8

Bolilla N° 5 : Temas 2, 7 y 6

Bolilla N° 6 : Temas 2, 5 y 4

Bolilla N° 7 : Temas 3, 9 y 8

Bolilla N° 8 : Temas 3, 7 y 6

Bolilla N° 9 : Temas 3, 5 y 4




IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA


1.- FISICOQUIMICA. CASTELLAN. 2da ed. Fondo Educativo Interamericano. Puerto Rico.
2.- FISICOQUIMICA. ATKINS. 3ra Edición. Iberoamericana.
3.- TERMODINAMICA PARA QUIMICOS.GLASSTONE.5ta Ed.Ed.Aguilar.Madrid.
4.- INTRODUCCION A LA TERMODINAMICA EN INGENIERIA QUIMICA. J.M.SMITH y Van NESS. 4a Ed. castellano. Ed. Mc Graw Hill.
5.- CHEMICAL AND ENGINEERING THERMODYNAMICS. STANLEY,SANDLER.Second edition. John Wiley y Sons.
6.- TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO.Fernando de AGUIRRE.Ed.interamericana.
7.- PHYSICAL CHEMISTRY. ATKINS. Ed. University Press. Oxford. Sixth Edition.
8.- QUIMICA FISICA.MOORE. Ed. Urmo. Bilbao.
9.- FUNDAMENTOS DE FISICOQUIMICA. MARON y PRUTON. Ed. Limusa.




IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

1.- REGLA DE LAS FASES.FINDLAY. Ed. Dover. New York.
2.- REGLA DE LAS FASES.FERGUSON. Ed. Alhambra. Madrid.
3.- ELECTROQUIMICA MODERNA.BOCKRIS-REDDY.Ed. Reverté‚ S.A.
4.- CINETICA DE REACCIONES. LAIDLER. Ed. Alhambra. Madrid
5.- KINETICS AND MECHANISM. FROST and PEARSON.Ed.John Wiley.NewYork.
6.- PRINCIPLES of SURFACE CHEMISTRY. AVEYARD y HAYRON.
Ed.Cambridge University Press.
7.- PHYSICAL CHEMISTRY of SURFACES.ADAMSON.
Ed.Interscience Publishers Inc. New York.
8.- TRATADO dE QUIMICA FISICA. GLASSTONE. Ed. Aguilar. Madrid.
9.- FISICOQUIMICA. Ira N. Levine. Cuarta Edición. Volúmenes I y II. Mc Graw Hill.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

Lograr que el alumno comprenda los procesos básicos de la Fisicoquímica y su aplicación al estudio de soluciones no ideales y equilibrio de fases, e introducir al alumno en el estudio de la cinética química.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

Equilibrio entre fases para sistemas de uno y varios componentes. Sistemas binarios y ternarios. Termodinámica de soluciones de electrolitos. Conductividad de electrolitos. Termodinámica de pilas. Cinética química: análisis de datos y teorías. Cinética de reacciones en solución. Catálisis homogénea. Fenómenos superficiales. Cinética Electroquímica.

 


IMPREVISTOS