Guía docente de Química Física II (2911127)
Grado
Rama
Módulo
Materia
Curso
Semestre
Créditos
Tipo
Profesorado
Teórico
- María Mercedes Guzmán Casado. Grupo: B
- Beatriz Ibarra Molero. Grupo: A
Práctico
- María del Mar García Mira Grupos: 1, 2, 3 y 4
- María Mercedes Guzmán Casado Grupos: 5, 6 y 7
- Beatriz Ibarra Molero Grupos: 1, 2, 3 y 4
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Se recomienda haber superado las asignaturas de matemáticas, física y química del módulo básico.
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)
Principios y conceptos básicos de termodinámica. Termoquímica. Equilibrio químico. Disoluciones ideales y reales. Propiedades coligativas. Termodinámica estadística. Fenómenos de superficie.
Competencias
Competencias generales
- CG01. El alumno deberá adquirir la capacidad de analizar y sintetizar
- CG02. El alumno deberá adquirir la capacidad de organizar y planificar
- CG03. El alumno deberá adquirir la capacidad de comunicarse de forma oral y escrita en la lengua oficial del Grado
- CG05. El alumno deberá adquirir la capacidad de gestionar datos y generar información / conocimiento
- CG08. El alumno deberá adquirir la capacidad de trabajar en equipo
- CG09. El alumno deberá adquirir la capacidad de razonar críticamente
Competencias específicas
- CE01. El alumno deberá saber o conocer los aspectos principales de terminología química, nomenclatura, convenios y unidades
- CE03. El alumno deberá saber o conocer las características de los diferentes estados de la materia y las teorías empleadas para describirlos
- CE04. El alumno deberá saber o conocer los tipos principales de reacciones químicas y las principales características asociadas a cada una de ellas
- CE06. El alumno deberá saber o conocer los principios de termodinámica y sus aplicaciones en química
- CE07. El alumno deberá saber o conocer la cinética del cambio químico, incluyendo catálisis e interpretación mecanicista de las reacciones químicas
- CE11. El alumno deberá saber o conocer los principios de la mecánica cuántica y su aplicación en la descripción de la estructura y propiedades de átomos y moléculas
- CE13. El alumno deberá saber o conocer la relación entre propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales: incluyendo macromoléculas, polímeros, coloides y otros materiales
- CE22. El alumno deberá saber o conocer los hechos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionados con todas las áreas de la Química
- CE25. El alumno deberá saber hacer o tener la capacidad de evaluar e interpretar datos e información Química
- CE27. El alumno deberá saber hacer o tener la capacidad de aplicar conocimientos químicos adquiridos a la resolución de problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados
- CE29. El alumno deberá saber hacer o tener la capacidad de presentar, tanto de forma escrita como oral, material y argumentación científica a una audiencia especializada
- CE30. El alumno deberá saber hacer o tener la capacidad de utilizar razonadamente las herramientas matemáticas e informáticas para trabajar con datos químicos
- CE46. El alumno deberá saber o conocer los fundamentos o principios de otras disciplinas necesarios para las distintas áreas de la Química.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
- Comprender los conceptos básicos de la termodinámica y poder predecir la espontaneidad de un proceso químico físico.
- Caracterización de propiedades macroscópicas de los sistemas en función de propiedades atómico-moleculares.
- Comprender el concepto de equilibrio termodinámico y su aplicabilidad a equilibrios físicos y químicos.
- Comprender el origen termodinámico de la constante de equilibrio y su importancia en los estudios cuantitativos que implican a equilibrios químicos.
- Predecir la respuesta de un equilibrio químico a cambios en las condiciones del sistema.
- Conocer las propiedades físicas de las disoluciones y sus aplicaciones.
- Aplicación de los conocimientos generales básicos al planteamiento y resolución de cuestiones y problemas.
- Capacidad para relacionar información experimental con teorías y modelos.
- Capacidad de elaboración de gráficas a partir de una colección de datos y análisis e interpretación de los resultados de acuerdo a modelos adecuados.
Programa de contenidos teóricos y prácticos
Teórico
- Tema 1. El Primer Principio.
- Introducción. Definiciones de conceptos básicos.
- Trabajo. Procesos reversibles e irreversibles.
- Calor. Capacidad calorífica.
- El Primer Principio de la Termodinámica.
- Tema 2. El Segundo Principio.
- Introducción: El problema fundamental de la Termodinámica.
- El Segundo Principio. Propiedades de la entropía. Representaciones entrópica y entálpica.
- Condición de equilibrio térmico. Condición de equilibrio mecánico.
- Tema 3. Funciones Auxiliares.
- Introducción.
- Replanteamiento de la ecuación fundamental. Transformada de Legendre.
- Función, potencial o energía de Helmholtz.
- Función Entalpía.
- Energía de Gibbs.
- Replanteamiento del criterio general de equilibrio.
- Procesos a T y V constantes.
- Procesos a T y p constantes.
- Relaciones de Maxwell.
- Tema 4. Sistemas de Composición Variable.
- Introducción.
- El potencial químico.
- La condición de equilibrio con respecto al flujo de materia.
- La condición general de equilibrio químico.
- El Teorema de Euler.
- La ecuación de Gibbs-Duhem.
- Magnitudes molares. Magnitudes molares parciales.
- Algunas ecuaciones útiles.
- Tema 5. Equilibrio Químico en Gases Ideales.
- Efecto de la presión y la composición sobre el potencial químico.
- La constante de equilibrio.
- El efecto de T sobre la constante de equilibrio.
- Otras formas de la constante de equilibrio.
- Equilibrio químico entre gases ideales, sólidos y líquidos.
- El Tercer Principio de la Termodinámica.
- Entropías Absolutas.
- Magnitudes termodinámicas de formación estándar.
- Tema 6. Gases Reales
- Introducción.
- Comportamiento pVT en gases reales.
- Ecuaciones de estado para gases reales. Ecuación de van der Waals.
- Ley de los Estados Correspondientes.
- Fugacidad.
- Equilibrio químico en gases reales.
- Cálculo de coeficientes de fugacidad.
- Tema 7. Cambios de Fase.
- Introducción. Algunas definiciones.
- La regla de las fases.
- La ecuación de Clapeyron.
- La ecuación de Clausius-Clapeyron.
- Transiciones de primer orden y transiciones lambda.
- Tema 8. Mezclas Líquidas y Disoluciones.
- Introducción.
- El equilibrio líquido-vapor en mezclas líquidas.
- La mezcla líquida ideal.
- La disolución diluída ideal.
- Propiedades coligativas.
- Mezclas y disoluciones reales.
- Equilibrio químico en disolución.
- Tema 9. Termodinámica Estadística.
- Introducción.
- Número de microestados de un sistema.
- La ecuación de Boltzmann.
- La ley de distribución de Boltzmann.
- Propiedades de la función de partición.
- Gas ideal poliatómico.
- Tema 10. Superficies.
- Introducción: Tensión superficial.
- Adsorción: Isotermas.
Práctico
Seminarios/Talleres:
- Aplicación de los conceptos desarrollados en las clases de teoría a sistemas sencillos, así como demostración y justificación de alguno de aquellos conceptos.
- Planteamiento y respuestas razonadas a cuestiones conceptuales relacionadas con los contenidos de las clases de teoría.
- Resolución de problemas numéricos.
Prácticas de Laboratorio:
- Práctica 1: Medida del calor de una reacción de neutralización.
- Práctica 2: Medida de la entalpía de vaporización de la acetona.
- Práctica 3: Medida de una propiedad coligativa.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL DE TEORÍA:
Atkins. De Paula. Química Física. 8ª Edición. Editorial Médica Panamericana. 2008.
I.N. Levine. Química Física. 5ª Edición. Editorial McGraw Hill. 2004.
T. Engel y P. Reid. Química Física. 1ª Edición. Editorial Pearson Educación. 2006.
P. A. Rock. Termodinámica Química. Editorial Vicens-Vives, 1989.
H. B. Callen. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1985.
BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL DE PROBLEMAS:
I.N. Levine. Problemas de Fisicoquímica. 5ª Edición. Editorial McGraw Hill. 2005.
Bibliografía complementaria
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA DE TEORÍA:
M. Díaz Peña. Termodinámica estadística. Editorial Alhambra.1979.
K. Denbigh. Principios del equilibrio químico.
S. Glassstone. Termodinámica para químicos.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA DE PROBLEMAS:
J.A. Rodríguez Renuncio, J.J. Ruiz Sánchez y J.S. Urieta Navarro. Problemas resueltos de Termodinámica química. Editorial Síntesis. 1999.
Enlaces recomendados
- LIBROS DISPONIBLES EN LÍNEA EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD DE GRANADA.
https://biblioteca.ugr.es/pages/biblioteca_electronica/vpn/%2
- LIBROS DISPONIBLES EN LA EDITORIAL MÉDICA PANAMERICANA: ATKINS DE QUÍMICA FÍSICA, por ejemplo.
http://www.ingebook.com/ib/NPcd/IB_Registro
https://www.medicapanamericana.com/es/eureka-covid1
Metodología docente
- MD01. Lección magistral/expositiva.
- MD02. Resolución de problemas y estudios de casos prácticos.
- MD03. Prácticas de laboratorio.
- MD06. Seminarios.
- MD08. Realización de trabajos en grupo.
- MD09. Realización de trabajos individuales.
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)
Evaluación ordinaria
La nota final resultará de la siguiente ponderación:
- Examen*: 60 %
- Seminarios/Talleres: 20 %
- Prácticas de Laboratorio: 20%. Este porcentaje corresponderá a la calificación de una prueba escrita sobre el temario práctico donde se evaluará el grado de comprensión de los experimentos realizados y se pondrá a prueba la capacidad de razonamiento crítico del alumnado. La realización de las prácticas de laboratorio será considerada absolutamente obligatoria.
* Habrá un examen de toda la materia, dividido en dos partes: teoría y problemas. La nota media de esas dos partes constituirá el 60% del total de la calificación.
En este examen escrito se deberá obtener una calificación final mínima de 5 sobre 10 para aprobar la asignatura. Si se supera este umbral la calificación final de la asignatura será la media ponderada de las notas obtenidas en el examen (60%), los seminarios (20%) y las prácticas de laboratorio (20%). En caso de que no se iguale o supere el umbral mínimo señalado, la asignatura estará suspensa y la calificación final será la media ponderada de las actividades hasta un máximo de 4 puntos sobre 10.
Evaluación extraordinaria
Consistirá en un examen único de toda la materia que constará de dos partes diferenciadas: una parte de teoría y problemas y otra parte consistente en una prueba escrita sobre las prácticas de laboratorio realizadas, cada una de las cuales constituirá un 85% y 15% de la calificación final, respectivamente.
Evaluación única final
Los alumnos que se acojan a la evaluación única final realizarán un examen final como única evaluación que constará de dos partes diferenciadas: una de teoría y problemas que constituirá el 85% de la calificación final, y otra parte relativa a prácticas de laboratorio que representará el 15% de la calificación final.
Esta disposición puede consultarse en la “Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada”, aprobada por Consejo de Gobierno en su sesión extraordinaria de 20 de mayo de 2013 y modificada el 9 de noviembre de 2016.
Información adicional
Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).