Guía docente de Química Física II (2911127)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación: 14/06/2022

Grado

Grado en Química

Rama

Ciencias

Módulo

Química Física

Materia

Química Física

Curso

2

Semestre

2

Créditos

6

Tipo

Obligatoria

Profesorado

Teórico

  • María Mercedes Guzmán Casado. Grupo: B
  • Beatriz Ibarra Molero. Grupo: A

Práctico

  • María Mercedes Guzmán Casado Grupos: 3 y 4
  • Beatriz Ibarra Molero Grupos: 1 y 2

Tutorías

María Mercedes Guzmán Casado

Email
  • Primer semestre
    • Lunes de 18:00 a 20:00 (Despacho)
    • Martes de 18:00 a 20:00 (Despacho)
    • Miércoles de 18:00 a 20:00 (Despacho)
  • Segundo semestre
    • Lunes de 18:00 a 20:00 (Despacho)
    • Martes de 18:00 a 20:00 (Despacho)
    • Miércoles de 18:00 a 20:00 (Despacho)

Beatriz Ibarra Molero

Email
  • Lunes de 12:00 a 14:00 (Despacho)
  • Jueves de 12:00 a 14:00 (Despacho)
  • Viernes de 10:00 a 12:00 (Despacho)

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.      

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

http://www.sciencedirect.com/science/book/9780125309905

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: 40 %

* 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%) y los seminarios (40%). En caso de que no se 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 escrito único con preguntas de teoría y problemas, que constituirá el 100% de la calificación.

Evaluación única final

Los alumnos que se acojan a la evaluación única final realizarán un examen final como única evaluación acerca de los contenidos de la asignatura.

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.