ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DEL DISEÑO
ASIGNATURA: FISICOQUIMICA
TIPO: TRONCAL
TITULACIÓN: INGENIERO TECNICO INDUSTRIAL, ESPECIALIDAD QUIMICA INDUSTRIAL
CURSO: SEGUNDO SEMESTRE: IMPAR
DEPARTAMENTO: INGENIERIA QUIMICA Y NUCLEAR
PROFESORA RESPONSABLE: EMMA M. ORTEGA NAVARRO
PROFESORA: EMMA M. ORTEGA NAVARRO
DESCRIPTOR: Termodinámica y Cinética Química. Equilibrios físicos y
químicos. Electroquímica y química de superficies.
OBJETIVOS:
El propósito de esta asignatura es presentar de forma concisa los fundamentos
de la Fisicoquímica, para que el estudiante adquiera una formación científica
suficientemente amplia para la correcta resolución de los problemas que puedan
presentársele y las destrezas suficientes para emplear las técnicas y
metodologías de la Fisicoquímica.
Este planteamiento general puede concretarse en los siguientes objetivos:
- Proporcionar una visión completa y moderna de la Fisicoquímica, dando a cada
parte un peso proporcional a su importancia conceptual y práctica.
- Subrayar el papel de la Fisicoquímica como la parte de la Química que
establece los modelos teóricos básicos.
- Formar al estudiante en la metodología Fisicoquímica.
- Suministrar información básica sobre los distintos campos de la
Fisicoquímica.
- Proporcionar los fundamentos a los conceptos que las distintas ramas de la
ingeniería Química utilizan y desarrollan.
PROGRAMA:
- TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA FISICOQUIMICA. PRINCIPIOS GENERALES.
- Símbolos y unidades. Cantidades y concentraciones. Fórmulas y ecuaciones.
Empleo de tablas y gráficas. Sistemas termodinámicos. Estados.
Caracterización de las variables. Caracterización de los procesos.
- TEMA 2. GASES IDEALES Y GASES REALES.
- El gas ideal. Dependencia de la presión. Ley de Boyle. Dependencia de la
temperatura. Ley de Charles y Gay-Lussac. Dependencia de la cantidad. Ley de
Avogadro. La ecuación del gas ideal. La constante de los gases. Mezclas de
gases. Presiones parciales. Ley de Dalton. Teoría cinética de los gases.
Distribución de Maxwell-Boltzman. Difusión y efusión. Ley de Graham. Gases
reales. Las ecuaciones de estado.
Ecuación de Van der Waals. Efecto del volumen molar. Efecto de las fuerzas
atractivas. Ecuación de estado virial. Otras expresiones. Factor de
compresibilidad. Constantes criticas. Variables reducidas. Comparación de
gases. Principio de los estados correspondientes.
- TEMA 3. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA.
- Expresión general del trabajo. Trabajo de expansión. Transferencia de calor.
Capacidades caloríficas. Funciones de estado. Formas de la energía. La
energía interna. La Primera Ley de la Termodinámica. La entalpía.
Variación de U y H con las condiciones. Coeficiente isobárico de expansión
térmica y coeficiente de compresibilidad isotérmica. Coeficiente isoentálpico
de Joule-Thomson. Temperatura de inversión. Relaciones y empleo de las
capacidades caloríficas. Procesos isotermos y adiabáticos, reversibles e
irreversibles.
- TEMA 4. TERMOQUIMICA .
- El calor en las reacciones químicas. Variaciones de entalpía. Estados
estándar. Entalpía de reacción. Entalpía molar estándar de
formación. Ley de Hess. Dependencia con la temperatura. Ley de Kirchhoff.
Calorimetría. Combustión. Definición y uso de la entalpía de enlace.
Entalpías de transición de fase. Mezcla y calores de disolución. El ciclo de
Born-Haber.
- TEMA 5. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA. EQUILIBRIO ENTRE FASES.
- La entropía como medida de dispersión. Cambios de entropía. Función de Gibbs
y función de Helmholtz. Evaluación de la entropía y de la función de Gibbs.
Tercera Ley de la Termodinámica. Ecuaciones fundamentales y relaciones de
Maxwell. Propiedades de la función de Gibbs.Ecuación de Gibbs-Helmohltz.
Potencial químico. Fugacidad. Estabilidad de las fases. Transiciones de fase.
Diagramas de fases. Casos reales.
- TEMA 6. ESTUDIO DE LAS MEZCLAS Y DE DISOLUCIONES IDEALES Y NO IDEALES
- La regla de las fases. Estudio de
mezclas. Cantidades molares parciales. Termodinámica de las mezclas. Estructura de los líquidos. Mezclas de líquidos volátiles. Disoluciones
reales y actividades. Transporte iónico y difusión molecular. Propiedades
coligativas. Propiedades de transporte. Conductividad térmica y viscosidad.
- TEMA 7. EQUILIBRIO QUIMICO.
- Constantes de equilibrio. El efecto de las condiciones. Sistemas sencillos.
Sistemas complejos.
- TEMA 8. CINETICA QUIMICA.
- Las teorías y los mecanismos. Cinética química empírica. Velocidad de
reacción. Dependencia de la concentración y orden de reacción. Dependencia de
la temperatura y expresión de Arrhenius. Ecuaciones de velocidad. Integración
y vidas medias. Tipos de reacciones. Reacciones complejas. Catálisis.
- TEMA 9. ELECTROQUÍMCA.
- Actividades de iones en disolución. La teoría de Debye-Hückel. Los
electrodos. Potencial eléctrico en las interfases. Pilas electroquímicas.
Procesos electroquímicos.
Generación y almacenamiento de potencia. Corrosión.
- TEMA 10. FENÓMENOS SUPERFICIALES
- Tensión superficial, burbujas y gotas. Capilaridad. Adsorción. Catálisis en
superficies. Coloides y emulsiones. Propiedades de las macromoléculas.
BIBLIOGRAFÍA: