Guía docente de Química Física II (2911127)

Curso 2024/2025
Fecha de aprobación: 26/06/2024

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 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 y 3

Tutorías

María Mercedes Guzmán Casado

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No hay tutorías asignadas para el curso académico.

Beatriz Ibarra Molero

Email
No hay tutorías asignadas para el curso académico.

María del Mar García Mira

Email
No hay tutorías asignadas para el curso académico.

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

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: 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).