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Información de la asignatura
Curso académico: 2017/2018

Horario Calendario de exámenes

Código:
14193
Asignatura:
QUIMICA FISICA AVANZADA I
Plan de estudios:
Centro:
Tipo:
Troncal
Créditos totales:
6
Teóricos:
4,5
Prácticos:
1,5
Ciclo:
Curso:
Período:
CUATRI.1º
Profesores:
Objetivos:
• Conocer el formalismo termodinámico de las interfases y explicar con su ayuda los fenómenos de capilaridad, adhesión, cohesión y extensión.
• Poder explicar el efecto del soluto en la tensión superficial de una disolución y la formación de monocapas.
• Conocer los diferentes tipos de isotermas de adsorción sólido-gas y la distinción entre fisisorción y quimisorción, el modelo de Langmuir y el modelo BET.
• Conocer los mecanismos generales de la catálisis homogénea, enzimática y heterogénea.
• Poder deducir el número de colisiones contra una pared, la frecuencia de colisión y el recorrido libre medio que se producen en un gas diluido.
• Poder calcular la producción de entropía a partir de fuerzas y flujos termodinámicos y las relaciones lineales entre flujos y fuerzas.
• Poder deducir ecuaciones para los coeficientes de transporte en los fenómenos de la conductividad térmica, viscosidad y difusión a partir de parámetros microscópicos para el caso de gases.
• Conocer los conceptos de conductividad específica y molar de un soluto en disolución y relacionarlos con la movilidad iónica y la conductividad molar de cada ion.
• Poder explicar los efectos en la conductividad de los efectos electroforético y de asimetría.
• Poder distinguir entre interfases polarizables y no polarizables y conocer la termodinámica de las interfases cargadas así como los modelos básicos de la doble capa.
• Poder explicar la cinética de una reacción electrónica elemental en términos de la teoría del complejo activado y deducir la ecuación de Buttler-Volmer.
• Conocer las características microscópicas de los polímeros.
• Poder aplicar las ecuaciones deducidas en la asignatura en la resolución de problemas.
Contenido:
Tema 1.- Termodinámica de superficies
Introducción. La interfase. Tensión superficial. Interfases curvas. Ecuación de Young-Laplace. Ascenso capilar. Formalismo de la superficie divisoria de Gibbs. Sistemas de un componente. Sistemas multicomponentes. Interfases líquido-líquido: adhesión, cohesión y extensión. Interfases sólido-líquido: ángulo de contacto.

Tema 2.- Adsorción
Isoterma de adsorción de Gibbs. Efecto del soluto en la tensión superficial de una disolución. Monocapas de Gibbs y monocapas de Langmuir. Presión superficial. Estados de agregación de la materia en dos dimensiones. La interfase sólido-gas. Fisisorción. Quimisorción. Tipos de adsorción: clasificación BDDT. Adsorción de una monocapa: modelo de Langmuir. Calor de adsorción. Adsorción en multicapas: isoterma BET. Isotermas de quimisorción.

Tema 3.- Catálisis
Catálisis homogénea. Mecanismo general de catálisis. Catálisis enzimática. Autocatálisis y reacciones oscilantes. Catálisis heterogénea. Adsorción y catálisis. Mecanismos de reacciones heterogéneas.

Tema 4.- Teoría Cinética de los gases
Funciones de distribución. Distribución de velocidades de Maxwell. Choques contra una superficie y efusión. Interpretación cinética de la presión. Colisiones y recorrido libre medio.

Tema 5.- Propiedades de transporte
Introducción a la Termodinámica de los procesos irreversibles. Producción de entropía, fuerzas y flujos. Procesos lineales. Restricciones impuestas por el 2º Principio de la Termodinámica. Coeficientes de transporte: Conductividad térmica, viscosidad y difusión.

Tema 6.- Conductividad electrolítica
Conductividad. Conductividad específica y movilidad iónica. Números de transporte. Conductividades de los iones individuales. Electrólitos fuertes y electrólitos débiles. Efectos electroforético y de relajación.

Tema 7.- La interfase electrodo-disolución
Termodinámica electródica. Potenciales de electrodo. Interfase idealmente polarizable. Ecuación electrocapilar. Curvas electrocapilares. Modelos de la doble capa: modelo de Hemholtz, modelo de Gouy-Chapman, modelo de Stern.

Tema 8.- Introducción a la Cinética Electroquímica
Cinética electroquímica. Reacción electródica elemental. Corriente catódica y anódica. Factor de simetría. Sobrevoltaje. Ecuación de Buttler-Volmer. Línea de Tafel. Medida de sobrevoltajes.

Tema 9.- Macromoléculas
Polímeros: conceptos generales. Características microscópicas de las moléculas de polímeros. Distribución y valores promedio de los pesos moleculares. Macromoléculas naturales.
Bibliografía:
1. Ira N. Levine, Fisicoquímica (2 vol.), 5a Edición, McGraw-Hill, Madrid 2004.
2. J. Beltrán Rusca y J. Núñez Delgado (coords.), Química Física (2 vol.), Editorial Ariel, Barcelona, 2002.
3. W. Adamsom, The Physical Chemistry of Surfaces, Editorial John Wiley and sons, New York, 1990.
4. J. Bockris y A. K. N. Reddy, Electroquímica Moderna (2 vol.), Editorial Reverté, Barcelona, 1979.
5. Horta Zubiaga, Macromoléculas (2 vol.), UNED, Madrid, 1991.
6. K. J. Laidler, Chemical Kinetics, 3ª Edición, Harper Collins Publishers, Nueva York, 1987.
7. S. R. Logan, Fundamentos de Cinética Química, Addison Wesley Iberoamericana, 2000.
8. P. W. Atkins, Physical Chemistry, 5ª Edición, Oxford University Press, Oxford, 1994.
9. M. Díaz Peña y A. Roig Muntaner, Química Física (2 vol.), Editorial Alhambra, Madrid 1984.
10. G. A. Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, John Wiley & Sons, Inc, Nueva York, 1994.
Metodología y Evaluación:
Al tratarse de una asignatura sin docencia la evaluación consistirá en una prueba única sobre el conjunto del programa, incluyendo la parte práctica del mismo.

Información ECTS
Código:
E-LSUD-4-CHEM-4206-ADPI-14193
Créditos ECTS:
6
Teóricos:
4,5
Prácticos:
1,5
Método:
Sistemas de evaluación:
Examen escrito

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