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FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE QUIMICA
FISICOQUIMICA I
DURACIÓN DEL CURSO: 16 semanas
HORARIO : martes, miércoles y jueves de 9 a 11 am
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA FISICOQUIMICA I.
SEMESTRE II-2001 (OCTUBRE 2001 – FEBRERO 2002)
PARTE A.
Tema 1.- Propiedades de los Gases
El Gas Perfecto
1.1 Los estados de los gases
1.2 Las leyes de los gases
1.3 La teoría cinética de los gases
Gases Reales
1.4 Interacciones moleculares
1.5 La ecuación de van der Waals
1.6 El principio de los estados correspondientes
Tema 2.- La Primera Ley de la Termodinámica. I
Los Conceptos Básicos
2.1 Trabajo, calor y energía
2.2 La primera ley
Trabajo y Calor
2.3 Trabajo de expansión
2.4 Calor y entalpía
Termoquímica
2.5 Cambios de entalpía standards
2.6 Entalpías de formación
2.7 Dependencia de la temperatura de las entalpías de reacción
Tema 3.- La Primera Ley de la Termodinámica. II
Funciones de Estado y Diferenciales Exactas
3.1 Funciones de estado
3.2 Dependencia de la temperatura de la entalpía
3.3 Relación entre Cv y Cp
Trabajo de Expansión Adiabática
3.4 Casos especiales
3.5 Adiabatas de gases perfectos
Tema 4.- La Segunda Ley de la Termodinámica. I
Dirección de los Cambios Espontáneos
4.1 La dispersión de la energía
4.2 Entropía
4.3 Entropía de cambios irreversibles
4.4 Cambios de entropía que acompañan a procesos específicos
4.5 La Tercera Ley de la Termodinámica
Eficiencia de los Procesos Térmicos
4.6 Eficiencia de las máquinas térmicas
4.7 Energética de la refrigeración
Enfocando la Atención en el Sistema
4.8 Las energías de Helmholtz y Gibbs
4.9 Energía molares de Gibbs standards
Tema 5.- La Segunda Ley de la Termodinámica. II
Combinación de las Primera y Segunda Leyes
5.1 Propiedades de la energía interna
5.2 Propiedades de la energía de Gibbs
El Potencial Químico
5.3 El potencial químico de una substancia pura
5.4 El potencial químico de una substancia en una mezcla
5.5 El amplio significado de μ
Gases Reales: la Fugacidad
5.6 Estados standards de los gases reales
5.7 La relación entre fugacidad y presión
Tema 6.- Transformaciones Físicas de las Substancias Puras
Diagramas de Fases
6.1 Límites de las fases
6.2 Diagramas de fases de substancias simples
Estabilidad de las Fases y Transiciones de Fases
6.3 Dependencia de la estabilidad de las condiciones
6.4 Localización de los límites de las fases
6.5 Clasificación de Ehrenfest de las transiciones de fases
Tema 7.- Las Propiedades de las Mezclas Simples
Descripción Termodinámica de las Mezclas
7.1 Cantidades parciales molares
7.2 Termodinámica de mezclas
7.3 Potencial químico de líquidos
Propiedades de las soluciones
7.4 Mezclas líquidas
7.5 Propiedades coligativas
Actividades
7.6 Actividad de solvente
7.7 Actividad de soluto
Tema 8.- Diagramas de Fases
Fases, componentes y grados de libertad
8.1 Definiciones
8.2 La regla de la fase
Sistemas de dos componentes
8.3 Diagramas de presión de vapor
8.4 Diagramas de composición - temperatura
8.5 Diagramas de fases líquido - líquido
8.6 Diagramas de fases líquido - sólido
8.7 Ultrapureza e impureza controlada
Sistemas de tres componentes
8.8 Diagrama de fase triangular
8.9 Líquidos parcialmente miscibles
8.10 Efecto de adición de sales
Tema 9.- Equilibrio Químico
Espontaneidad de reacciones químicas
9.1 Minimización de la energía libre de Gibbs
9.2 Composición de las reacciones en el equilibrio
Las respuestas del equilibrio a las condiciones
9.3 Como responde el equilibrio a la presión
9.4 La respuesta del equilibrio a la temperatura
Aplicaciones en sistemas seleccionados
9.5 La extracción de metales a partir de sus oxidos
9.6 Ácidos y bases
9.7 Actividad biológica: la termodinámica del ATP
Tema 10.- Equilibrio Electroquímico
Propiedades termodinámicas de los iones en solución
10.1 Funciones termodinámicas de formación
10.2 Actividad iónica
Celdas electroquímicas
10.3 Medias reacciones y electrodos
10.4 Tipos de celdas
10.5 Potenciales estándar
Aplicaciones de los potenciales estándar
10.6 La serie electroquímica
10.7 Constantes de solubilidad
10.8 Medidas de pH y de pK
10.9 Titulación potenciométrica
10.10 Funciones termodinámicas a partir de las medidas de potenciales de
celda
PARTE B
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
B.1 Textos Generales de Fisicoquímica
El texto guía del programa es el : Atkins P. W., Physical Chemistry, 6th
Ed., 1998, Freeman.
Adicionalmente se pueden usar:
1.- Castellan G. W., Physical Chemistry, 3rd Ed., 1983, Addison Wesley.
2.- Levine I. N., Fisicoquímica, 4ª Ed., 1996, McGraw-Hill.
3.- Noggle J. H., Physical Chemistry, 1985, Little, Brown.
B.2 Libros de Termodinámica Química
Los siguientes libros desarrollan la materia en mayor extensión y
profundidad, en particular lo referido al cálculo de magnitudes termodinámicas y
aplicaciones a sistemas de mayor complejidad. Los señalados con los números 8 y
9 no son realmente libros de texto sino más bien de referencias; son “clásicos” de
la termodinámica química, escritos por autores que han hecho importantes aportes
en el campo; son de lectura obligada para quienes deseen dedicarse seriamente al
estudio de la materia.
4.- Dickerson R. E., Molecular Thermodynamics, 1969, Benjamin.
5.- Berry R. S., Rice S. A. and Ross J., Physical Chemistry, 1980, Wiley.
6.- Klotz I. M. y Rossenberg R. M., Termodinámica Química, 1977, Ed. AC.
7.- Lewis G. N. and Randall M. (Rev. by K. S. Pitzer and L. Brewer),
Thermodynamics,
2nd Ed., 1961, McGraw-Hill.
8.- Guggenheim E. A., Termodinámica para Físicos y Químicos, 1970, Tecnos.
9.- Kyle G. B., Chemical and Process Thermodynamics, 3rd Ed., 1999, Prentice
Hall.
B.3 Libros de Problemas
El estudiante tiene la oportunidad de comprobar y seguir sus
conocimientos mediante la consulta de varios textos contentivos de colecciones de
problemas con sus soluciones; algunos se enuncian a continuación.
10.- Adamson A. W., Problemas de Química Física, 1975, Reverté.
11.- Labowitz L. C. y Arents J. S., Físico-Química. Problemas y Soluciones,
1974, Ed. AC.
12.- Bares J., Cerny C., Fried V. y Pick J., Collection of Problems in Physical
Chemistry,
1961, Addison-Wesley.