Download Fisicoquímica

Universidad Nacional de Tucumán
Carrera de Ingeniería Química
Programa Analítico
Actividad Curricular: FISICOQUIMICA
Período de dictado: 3º Año – Módulo VI
Ciclo Lectivo: 2017
OBJETIVOS
Al finalizar la asignatura el alumno será capaz de:


Interpretar, modelar y obtener información de los fenómenos fisicoquímicos de interés en la Ingeniería Química.
Aplicar los conceptos fundamentales de la termodinámica a los procesos con reacción química.
CARGA HORARIA
128 horas – 8 horas por semana
32 hs. clases teóricas
30 hs. experimentales
66 hs. problemas de ingeniería
10 hs. evaluaciones
CONTENIDOS
T.1: TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES
Teoría cinética de los gases. Cálculo de la presión y energía cinética de un gas. Distribución de las velocidades de Maxwell. Distintos tipos de velocidades. Colisiones entre moléculas. Libre recorrido medio.
Fenómenos de transporte. Viscosidad de gases. Teoría cinética de la viscosidad de gases. Conductividad térmica. Difusión de gases. Leyes de Fick. Equipartición de la energía. Moléculas mono, bi y poliatómicas.
T.2: TERMODINÁMICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
Introducción a las reacciones. Grado de avance. Velocidad de una reacción. Coeficientes térmicos. Sus
relaciones. Ecuaciones de Clausius, Kircchorff y De Donder. Calores de reacción. Calor de solución.,
termoneutralidad y calor de neutralización. Entalpías de formación y energías de unión. Afinidad y calor
de reacción. Afinidad y potenciales termodinámicos.
T.3: EQUILIBRIO QUÍMICO
Sistemas ideales. Isotermas de vant’t Hoff. Equilibrios químicos en sistemas homogéneos. Influencia de
la temperatura y presión. Efecto de gases inertes. Cálculo de las constantes de equilibrio a partir de en-
Avda. Independencia 1800 - C.P. 4000 - Tucumán (Rep. Argentina)
-  +54 381 436-4093 - Fax +54 381 436-4157
Universidad Nacional de Tucumán
Carrera de Ingeniería Química
tropías y calores de formación. Sistemas reales. Funciones termodinámicas de sistemas no ideales. Afinidad de referencia y equilibrios.
T.4: CINÉTICA QUÍMICA
Cinética química. Reacciones homogéneas, mecanismo y clasificación de las reacciones. Reacciones de
orden cero, primer, segundo y tercer orden. Reacciones pseudomoleculares, reacciones reversibles,
consecutivas y laterales. Reacciones rápidas. Determinación del orden de una reacción.
T.5: CINÉTICA QUÍMICA
Efecto de la temperatura sobre la velocidad de una reacción. Energía de activación. Teoría de las colisiones en las reacciones gaseosas. Factor estérico. Teoría del choque para reacciones monomoleculares. Teoría del estado de transición. Energía y entropía de activación. Reacciones en solución. Reacciones en cadena. Catálisis ácida y básica. Fotoquímica. Leyes de Grothus-Draper, Lambert-Beer y de
Einstein. Rendimiento cuántico. Mediciones fotoquímicas. Actinómetros. Cinética y equilibrio químico.
T.6: ELECTROQUÍMICA. CONDUCTIVIDAD DE ELECTRÓLITOS
Electroquímica. Conductividad de electrólitos. Ley de Kohlraush. Número de transporte. Difusión y movilidad iónica. Actividad y coeficiente de actividad de electrólitos. Teoría de Debye-Huckel. Ley límite. Teoría de la conductividad. Cinética de las reacciones iónicas. Efecto salino. Pilas. Convención y termodinámica de las pilas. Pilas químicas sin y con transferencia. Pilas de concentración sin y con transferencia.
Cálculo del coeficiente de actividad. Potencial de contacto líquido. Electrólisis y polarización.
T.7: FISICOQUÍMICA DE SUPERFICIES. MACROMOLÉCULAS
Fisicoquímica de superficies. Tensión superficial. Equilibrio mecánico en una interfase. Ecuación de
Young-Laplace. Medidas de tensión superficial.Ecuación de Kelvin. Tensión superficial de soluciones.
Termodinámica de superficies. Adsorción y ecuación de Gibbs. Paracoro. Películas monomoleculares.
Adsorción de gases en sólidos. Tipos de adsorción. Ecuación de Freundlich, Langmuir y BET. Cinéticas
de sistemas heterogéneos. Retardo de reacción en superficies. Naturaleza de la catálisis. Fenómenos
eléctricos en la interfase. Macromoléculas. Medidas de pesos moleculares por presión osmótica, dispersión de la luz, métodos de sedimentación y ultracentrifugación y por viscosidad.
ACTIVIDADES TEÓRICAS Y PRÁCTICAS
CLASES TEÓRICAS. Se desarrollan conceptos teóricos.
TRABAJOS PRÁCTICOS DE PROBLEMAS. De cada unidad temática se desarrollan problemas.
TRABAJOS PRÁCTICOS EXPERIMENTALES. Están previstos Trabajos Prácticos de laboratorio
TRABAJOS PRÁCTICOS EXPERIMENTALES
T.1: Descomposición catalítica del agua oxigenada. Cálculo de la energía de activación.
T.2: Velocidad de saponificación del acetato de etilo.
T.3: Velocidad de inversión de la sacarosa. Polarimetría.
T.4: Cinética de la descomposición del cristal violeta. Efecto salino. Espectrofotometría. Ley de LambertBeer.
Avda. Independencia 1800 - C.P. 4000 - Tucumán (Rep. Argentina)
-  +54 381 436-4093 - Fax +54 381 436-4157
Universidad Nacional de Tucumán
Carrera de Ingeniería Química
T.5: Conductividad de soluciones electrolíticas. Constante de disociación del ácido acético. Solubilidad
de sales poco solubles.
T.6: Constante de disociación del ácido acético por medidas potenciométricas. Electrodo de quinhidrona.
T.7: Fenómenos de adsorción. Isotermas de Langmuir y Freundlich.
T.8: Adsorción en soluciones. Ecuación de Gibbs. Uso del estalagmómetro.
T.9: Columna de fraccionamiento por burbujas.
T.10: Coeficiente de viscosidad intrínseco de un polímero y determinación de su peso molecular.
BIBLIOGRAFÍA

Química Física.- Atkins – de Paula, 8a Edición

Ed. Médica Panamericana 2008.

Fundamentos de Cinética Química S.R. Logan

Adison Wesley Iberoamericana, Madrid, 2000

Fisicoquímica - G.W. Castellan, 2a Edición.

Addison Wesley Longman. 1998.

Apuntes de Físicoquímica (1995) Dr. Miguel Katz

Chemical Termodynamics.- J.Prigogine y R. Defay. Longman, 1975.

Pysical Cemistry.- W.J.Moore. Prentice Hall, 4° De.

Termodinámica para Químicos.- S.Glasstone. Ed.. Aguilar.

Tratado de Química-Física.- S. Glasstone. Ed. Aguilar

Fundamentos de Fisicoquímica.- S. H. Maron y C. F. Prutton.
SISTEMA DE EVALUACIÓN
Sistema con obligación de asistencia al 75 % de las clases de problemas y al 100 % de las sesiones de
laboratorio. Para obtener la regularidad de la materia se debe aprobar 2 evaluaciones o sus recuperaciones y el 100% de los trabajos prácticos de laboratorio.
Para aprobar la materia se debe aprobar un examen final.
Avda. Independencia 1800 - C.P. 4000 - Tucumán (Rep. Argentina)
-  +54 381 436-4093 - Fax +54 381 436-4157