Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología
Universidad Nacional de San Luis
FACULTAD DE QCA. BCA. Y FARMACIA

ANEXO II

PROGRAMA DEL CURSO: QUIMICA FISICA I

DEPARTAMENTO DE:   QUIMICA
AREA: Quimica (FICES)AÑO: 2003 (Id: 2792)
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

PROFESORADO EN QUIMICA8/9910140

II - EQUIPO DOCENTE

Funciones

Apellido y Nombre

Total hs en
este curso

Cargo y Dedic.

Carácter

Responsable

DEVIA, ANGEL DEL CARMEN140  hs.PROFESOR TITULAR EXC.Efectivo
ColaboradorABELLO, MARIA CRISTINA140  hs.PROFESOR ADJUNTO EXC.Interino
ColaboradorMONTA#A, MARIA PAULINA140  hs.JEFE DE TRABAJOS PRAC. EXC.Efectivo
Auxiliar de 1ºDNL 40  hs.AYUDANTE DE 1RA. SIMP. Temporal

DNL: Docente no listado

III - CARACTERÍSTICAS DEL CURSO

CREDITO HORARIO SEMANAL
MODALIDAD
REGIMEN

Teórico/

Práctico

Teóricas

Prácticas de

Aula

Práct. de lab/ camp/

Resid/ PIP, etc.

2c
 Hs.
6 Hs.
4 Hs.
4 Hs.
Asignatura
Otro: 
Duración: 10 semanas
Período del 12/08/2003 al 15/11/2003

IV.- FUNDAMENTACION

La Química-Física es una disciplina básica para el desarrollo del Plan del Profesorado en Química. Esta asignatura, Química-Física I, da los fundamentos fisicoquímicos teórico-prácticos que sirven de apoyatura a los cursos que le siguen (tanto de Química Analítica como de Química Orgánica, por ejemplo), en los temas específicos de la Termodinámica.


V.- OBJETIVOS

El objetivo de la materia es:
 Buscar una adecuada formación epistemológica en función de los objetivos básicos de la Termodinámica.
 Explicar de qué manera la energía y sus transformaciones juegan un papel de suma importancia desde siempre, tanto en los aspectos biológicos como técnicos e industriales.
 Hacer el nexo entre sus contenidos y aquellas disciplinas que se apoyan en la Termodinámica.
 Proporcionar en lo posible a los educandos, las herramientas para un manejo técnico y teórico-práctico de problemas en el campo de la Termodinámica.
 Hacer notar a los futuros profesores de la educación media, la necesidad de actualizar contenidos en una temática tan importante como los es la Termodinámica.

 


VI. - CONTENIDOS

PROGRAMA ANALITICO y de EXAMEN

TEMA 1: Gases: Leyes Empíricas. Gases Ideales. Ecuación de estado para los gases ideales. Gases Reales: Ecuación de Van der Waals. Estado Crítico y Ley de los estados correspondientes. Otras ecuaciones de estado. Teoría cinética de los gases. Presión de un gas. Energía traslacional y temperatura. Velocidad cuadrática media. Distribución de Maxwell. El principio del valor medio aplicado a velocidades y energía. Equipartición de la energía. Ley de distribución barométrica.

TEMA 2: Termodinámica. Ley cero de la termodinámica. Temperatura y termometría. Calor y Trabajo. Primera Ley de la Termodinámica . Aplicación a sistemas cerrados. Capacidad calorífica. Función entalpía. Experiencia de Joule. Relaciones entre CP y CV. Experiencia de Joule Thomson. Transformaciones politrópicas: isotérmicas, adiabáticas, isométricas e isobáricas. Termoquímica. Entalpía molar estándar. Calor de reacción. Calores de formación. Calores de combustión. Entalpías de enlace. Calores involucrados en los cambios de fase. Ecuación de Kirchoff. Termoquímica experimental.

TEMA 3: Segunda Ley de la Termodinámica. Rendimiento de las máquinas térmicas. Escala de temperatura termodinámica. Función entropía. Desigualdad de Clausius. Cambios de entropía en sistemas aislados. Combinación de Primera y Segunda Ley. Entropía estándar y tercera ley de la Termodinámica. Cambios de entropía en las reacciones químicas. Condiciones generales de equilibrio y espontaneidad. Función trabajo. Función energía libre de Gibbs. Ecuaciones fundamentales de la termodinámica y relaciones de Maxwell. Ecuación termodinámica de estado. Energía libre de los gases reales: fugacidad.

TEMA 4: Sistemas de composición variable. Propiedades molares parciales. Ecuación de Gibbs-Duhem. Potencial químico. Actividad.. Potencial químico en gases ideales puros, en mezclas de gases y mezclas líquidas. Energía libre y entropía de mezclas. Equilibrio químico en una mezcla: grado de avance. Constantes: Ka, Kp, Kc, Kf. Principio de Le Chatelier. Energía libre estándar. Variación de la constante de equilibrio con la temperatura: ecuación de Van´t Hoff. Equilibrio químico entre gases y fases condensadas. Reacciones acopladas.

TEMA 5: Equilibrio entre fases. Regla de las fases. Sistema de un componente. Curvas de potencial químico vs. Temperatura. Ecuación de Clapeyron y de Clausius-Clapeyron. Sistemas de multicomponentes. Diagrama de fases para el H2O, el CO2 y el S. Ley de distribución de Nernst.

TEMA 6: Solución ideal. Cálculo del potencial químico en soluciones binarias ideales. Propiedades coligativas: descenso de la presión de vapor, descenso del punto de congelación, aumento de la temperatura de ebullición y presión osmótica. Soluciones con más de un componente volátil. Ley de Raoult. El potencial químico en soluciones ideales. Soluciones binarias y regla de la palanca. Cambios de estado por reducción isotérmica de la presión. Diagramas temperatura-composición. Cambios de estado con aumento de la temperatura. Destilación fraccionada. Solución ideal diluida. Ley de Henry.

TEMA 7: Equilibrio en sistemas no ideales. Actividad. Actividad y equilibrio de reacción. Actividad en soluciones electrolíticas. Teoría de Debye-Hückel sobre la estructura de soluciones iónicas diluídas. Ley límite y su extensión para soluciones más concentradas. Equilibrio en soluciones iónicas. El agua como solvente.

TEMA 8: Electroquímica. Conducción eléctrica. Leyes de Ohm. Conductancia y conductividad. Circuito conductimétrico. Conductividad equivalente. Variación de la conductividad con la temperatura. Ley de Kohlrausch. Movilidad iónica. Ecuación de Onsager. Número de transporte. Conductividad en soluciones no acuosas. Producto iónico del agua. Producto de solubilidad. Electrodos. Pilas galvánicas. Reacciones en la celda. Trabajo eléctrico. Ecuación de Nernst. Fuerza electromotriz de una celda. Potencial normal de electrodo. Pila de Weston. Cálculo de actividades y constante de equilibrio. Variación de la fem con la temperatura. Medidas de pH. Electrodo de vidrio. Pilas de concentración.


VII. - PLAN DE TRABAJOS PRÁCTICOS

PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS

1.- Gases y Termodinámica: determinación de la razón de capacidades caloríficas de un gas,  = CP/CV.
2.- PROPIEDADES MOLARES PARCIALES: determinación de los volúmenes parciales molares de soluciones de NaCl, como función de la concentración.
3.- CALORIMETRIA: Determinación del calor de combustión de compuestos orgánicos.
4.- EQUILIBRIO FISICO: verificación de la ley de reparto de Nernst para el sistema: I2 (soluto); H2O y Cl4C (solventes).
5.- EQUILIBRIO QUÍMICO: determinación de la constante de equilibrio para la reacción: I2 + KI  I-3 + K+, por un método volumétrico.
6.- SOLUCIONES: determinación de la composición del azeótropo: metanol-benceno.
7.- ELECTROQUIMICA I: Conductividad; estudio comparativo de la conductividad de electrolitos fuertes (KCL) y débiles (ácido acético). Determinación de la constante de disociación.
8.- ELECTROQUIMICA II: Potencial de electrodo; determinación del potencial normal de los electrodos de Zn y Cu. Cálculos de la constante de equilibrio de la reacción: CuSO4 + Zn  ZnSO4 + Cu a partir de medidas de f.e.m.
9.- ELECTROQUIMICA III: Potenciometría; valoración potenciométrica de un ácideo fuerte (HCl). Determinación de pH con un electrodo combinado vidrio-calomel.
10.- TERMODINAMICA II: cálculo de las propiedades termodinámicas: Gº, Hº y Sº a partir de mediciones de f.e.m. a distintas temperaturas (coeficiente de temperatura).


TRABAJOS PRÁCTICOS DE AULA
Resolución de 110 problemas de aplicación de los temas desarrollados en las clases teóricas.


VIII - RÉGIMEN DE APROBACIÓN


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IX.a - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

BIBLIOGRAFÍA: del Programa Analítico y de Examen
 ALBERTY R.A. y DANIELS F.: Physical Chemistry, 5th Editorial. John Wiley.
 ATKINS P.W: Physical Chemistry, Fifth Edition, Oxford University Press.
 BARROW G. : Química Física, Vol. I y II, Editorial Reverté.
 CASTELLAN G. : Physical Chemistry, Editorial Addison-Wesley Plubishing.
 CROW D.: Principles and Aplications of Electrochemistry, Champan and Hall.
 EGGERS D. y Otros: Fisicoquímica. Editorial Limusa-Weley.
 HOUGEN D. y Otros: principios de los Procesos Químicos, parte II Termodinámica. Editorial Reverté..
 FINDLAY A. : The phase rule. Diver Pub. 9th Editorial
 GLASSTONE S. : Termodinámica para Químicos. Editorial Aguilar..
 MOORE W.: Physical Chemistry. Editorial Prentice Hall.
 SEARS F.: Termodinámica. Editorial Reverté.
 SMITH J. : and VAN NESS C.: Introduction to Chemical Engineering Thermodinamics. Mc Graw—Hill.



IX b - BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

BIBLIOGRAFÍA: del Programa de Trabajos Prácticos (Aula y Laboratorio)
 ADAMSON A.W.: Problemas de Química Física. Editorial Reverté.
 ATKINS P.W: Physical Chemistry, Fifth Edition, Oxford University Press
 BURMISTROVA O.A. y Otros: Prácticas de Química Física. Editorial Mir Moscú.
 CASTELLAN G.W.: Fisicoquímica. Fondo Educativo Interamericano.
 DANIELS, WILLIAMS y Otros: Experimental Physical Chemistry, 6th Editorial Mc. Graw-Hill Book Co.
 LABOWIITZ y ARENTS: Physical Chemistry Problems and Solutions. Academic Press.
 PALMER W.G.: Química-Física Experiments. Editorial Pitman.
 SHOEMAKER and GARLAND C.W.: Experimentes in Physical Chemsitry. Editorial Mc Graw-Hill.



COMPLEMENTO DE DIVULGACION


OBJETIVOS DEL CURSO

El objetivo de la materia es:
 Buscar una adecuada formación epistemológica en función de los objetivos básicos de la Termodinámica.
 Explicar de qué manera la energía y sus transformaciones juegan un papel de suma importancia desde siempre, tanto en los aspectos biológicos como técnicos e industriales.
 Hacer el nexo entre sus contenidos y aquellas disciplinas que se apoyan en la Termodinámica.
 Proporcionar en lo posible a los educandos, las herramientas para un manejo técnico y teórico-práctico de problemas en el campo de la Termodinámica.
 Hacer notar a los futuros profesores de la educación media, la necesidad de actualizar contenidos en una temática tan importante como los es la Termodinámica.

 

 

PROGRAMA SINTETICO

PROGRAMA SINTETICO
1.- Gases Ideales y Gases Reales.
2.- Teoría cinética de los gases.
3.- Primera Ley de la termodinámica.
4.- Segunda y Tercera Leyes de la Termodinámica.
5.- Espontaneidad y Equilibrio.
6.- Equilibrio Físico.
7.- Equilibrio Químico.
8.- Soluciones.
9.- Equilibrio en Sistemas No Ideales.
10.- Equilibrio Iónico.
11.- Conductividad.
12 .- Celdas Electroquímicas.

 


IMPREVISTOS