Download ~~La asignatura pertenece a la materia Química

1. Identificación de la asignatura
NOMBRE
Química Física III
TITULACIÓN
Graduado
Química
TIPO
Obligatoria
N°
TOTAL
CREDITOS
PERIODO
Segundo Semestre
IDIOMA
o
Graduada
CÓDIGO
en
CENTRO
COORDINADOR/ES
EMAIL
PROFESORADO
EMAIL
LUAÑA CABAL VICTOR
[email protected]
VAN-DER-MAELEN URIA JUAN FRANCISCO
[email protected]
GQUIMI01-3003
Facultad de Química
DE
6.0
Español
(English Group)
2. Contextualización
~~La asignatura pertenece a la materia Química-Física.
La Química Física III es una asignatura semestral (6 créditos ECTS) donde
forma parte del Módulo Fundamental que se imparte en el tercer curso del
Grado en Química y que incluye contenidos de Fundamentos de
Termodinámica Estadística, Fenómenos de Transporte, Cinética Química y
Fenómenos de Superficie.
Los amplios contenidos asignados a esta asignatura permiten establecer
numerosas interrelaciones con el resto de asignaturas del Grado en Química.
Por supuesto, los conocimientos matemáticos y físicos adquiridos en el módulo
básico de primer curso siguen siendo fundamentales para su desarrollo. La
Termodinámica clásica introducida en Química Física I es clave para abordar
con éxito el estudio de la Termodinámica Estadística a través de los colectivos
de Gibbs, en la derivación termodinámica de la Teoría del Estado de Transición
o en el estudio de la adsorción sobre superficies sólidas. La Química Física II y
su bagaje de Química Cuántica es imprescindible, ya que la formulación
estadística está diseñada para obtener la información macroscópica a partir de
su descripción microscópica (cuántica o clásica)..
Fuera del ámbito de la Química Física, los Fenómenos de Transporte están
fuertemente relacionados con sus aplicaciones en Ingeniería y en Ingeniería
Química. Además, conceptos como los introducidos en Cinética Química son
claves en el ámbito de la reactividad orgánica e inorgánica. El estudio de los
Fenómenos de Superficie sirve a la asignatura de cuarto curso Química de los
Materiales.
Así mismo los contenidos teóricos de Química Física III son la base para
poder desarrollar la asignatura Experimentación en Química Física II de
cuarto curso que incluye experimentación en cinética química, en fenómenos
de transporte y en fenómenos de superficie. La asignatura del bloque optativo
Simulaciones Computacionales en Química debe apoyarse en la Química
Fisica III para impartir las simulaciones en Cinética y en Termodinámica
Estadística.
3. Requisitos
Para cursar Química Física III es necesario haber superado las asignaturas
del primer curso: Química General, Operaciones Básicas de Laboratorio y
Herramientas Informáticas, Física General I, Física General II y
Matemáticas. Así mismo es necesario haber superado la asignatura Química
Física I de segundo curso.
4. Competencias y resultados de aprendizaje
Mediante el trabajo personal y presencial de los alumnos, la asignatura
contribuye a alcanzar las siguientes competencias generales enumeradas en
la memoria de grado: CG-1 capacidad de análisis y síntesis; CG-2 resolución
efectiva de problemas; CG-3: “Poseer conocimientos de informática relativos al
ámbito de la Química”; G-4 habilidades para la planificación y organización;
CG-5 capacidad de tomar decisiones; CG-6 Gestionar adecuadamente la
información; CG-8 Expresarse correctamente (tanto en forma oral como escrita)
en castellano; CG-9 Aprender de forma autónoma; CG-17 Desarrollar el
razonamiento crítico; CG-18 Trabajar en equipo; CG-20 Adquirir o poseer las
habilidades básicas en TIC; CG-12: “Sensibilizarse con los temas vinculados
con el medio ambiente”Adicionalmente, las siguientes competencias
específicas de conocimientos forman parte de los objetivos de la asignatura
de Química Física III: CE-2 Relación entre propiedades micro y
macroscópicas; CE-8 Comprender la cinética del cambio químico, verdadera
herramienta para descubrir los mecanismos de reacción.
Además de las competencias de conocimiento, la asignatura de Química Física
III también trabaja las siguientes competencias específicas de habilidades:
CE-20 Resolver problemas cuantitativos y cualitativos según modelos
previamente desarrollados; CE-22 Adquirir habilidad para evaluar, interpretar y
sintetizar información química; CE-24 Procesar y computar datos, en relación
con la información y datos químicos; CE-30 Interpretar datos procedentes de
observaciones y medidas de laboratorio en términos de significado y la teoría
que soporta; CE-32 Utilizar correctamente los métodos inductivo y deductivo en
el ámbito de la química; CE-35 Realizar cálculos y análisis de error con
utilización correcta de magnitudes y unidades.
Todas estas competencias y objetivos se concretan en los siguientes
resultados de aprendizaje recogidos en la memoria del grado:

Consultar y utilizar información científica de forma eficaz .(CG-1, CG-6,
CG-8, CG-9,
CG-17, CG-20, CE-22).

Reconocer y analizar nuevos problemas en el ámbito de la Química y
planear estrategias para solucionarlos (CG-1, CG-2, CG-4, CG-6, CG-9,
CG-17, CG-18, CG-20, CE-20,
CE-24, CE-32, CE-35).

Demostrar conocimiento y compresión de los hechos, conceptos,
principios y teorías relacionados con los fundamentos de la
termodinámica estadística, fenómenos de transporte, cinética química y
fenómenos de superficie. (CG-1 ,CG-2 ,CG-6 , CG-9,
CG-12, CG-17, CE-2, CE-8, CE-20, CE-22, CE-32, CE-35).
5. Contenidos
Clases Expositivas y Prácticas de Aula
TEMA 1: Fundamentos de Termodinámica Estadística (~ 14h de clase
expositiva)
Colectivos de Gibbs en procesos reversibles. Colectivo microcanónico,
canónico y otros colectivos con discusión de la equivalencia entre
colectivos.Función de partición canónica en sistemas de partículas
independientes:función
de
partición
molecular.Propiedades
Termodinámicas de Gases Ideales: traslación (distribución de MaxwellBoltzmann), vibración, rotación. Aplicaciones de la teoría cinética de
gases. Entropía de la información.
TEMA 2: Cinética Química ( ~14h de clase expositiva)
Cinética formal de las reacciones. Integración de las ecuaciones
cinéticas. Determinación de ecuaciones cinéticas. Influencia de la
temperatura en las constantes cinéticas. Mecanismos de reacción:
reversibles, consecutivas, competitivas. Reacciones en cadena. Catálisis
homogénea.Teoría de las velocidades de reacción (elementos de
cinética molecular).
TEMA 3: Fenómenos de Transporte ( ~8h de clase expositiva)
Ecuaciones de flujo y su base en la termodinámica moderna.
Conductividad Térmica: Ley de Fourier. Viscosidad: Leyes de Newton y
de Poiseuille. Difusión y leyes de Fick.
TEMA 4: Fenómenos de superficie ( ~6h de clase expositiva)
Estudio termodinámico de la interfase. Adsorción de gases sobre
sólidos. Algunos mecanismos de la Catálisis heterogénea.
6. Metodología y plan de trabajo
Para la consecución de los objetivos y competencias propuestos, se utilizarán
diferentes metodologías:
a) clases expositivas: Las clases expositivas presentarán los conceptos y
ecuaciones centrales de los diferentes capítulos. Los discentes estudiarán el
texto d eapoyo antes de las clases, a indicación del docente. En cada lección
habrá una colección de conceptos resumen que los alumnos deberán dominar
con preguntas conceptuales apropiadas. La participación en las clases formará
parte de los de la evaluación ordinaria.
b) clases de práctica de aula: Las clases prácticas estarán basadas en la
realización de ejercicios relacionados con la materia. Algunos elegidos de los
resueltos en la libreta de problemas. Habrá problemas adicionales entregados
a los alumnos para su resolución y en los que se basarán las tutorías grupales.
Una colección de trabajos voluntarios se propondrá para que los alumnos
elaboren individual o colectivamente.
c) tutorías grupales: Las sesiones realizadas con grupos reducidos de
alumnos estarán basadas en ejercicios adicionales entregados con anterioridad
a los alumnos para que estos puedan presentar su solución inicial y el profesor
tenga oportunidad de comprobar sus dudas y errores para corregirlos sobre la
marcha. Por supuesto, los alumnos podrán plantear sus dudas, pero la
experiencia indica que estas no son suficientemente elaboradas.
Los materiales que se emplearán en el desarrollo de las distintas actividades
de que consta la asignatura (notas, tablas, gráficas, apuntes, series de
ejercicios, etc.) están a disposición de los alumnos en formato electrónico
(material incorporado en el Campus Virtual) o impreso por el servicio de
publicaciones.
Los alumnos recibiran indicación de artículos que oueden servir para elaborar
un trabajo sobre la materia, o tareas sobre las que poder elaborar un informe
que será utilizado para obtener la calificación final en la convocatoria ordinaria.
Presencial
No presencial
46+7
Estudio: 30
4
Ejercicios: 30
Total
CEs y PAs
TGs
Exámenes y evaluación
1
Trabajos: 30
60
90
150
7. Evaluación del aprendizaje de los estudiantes
El examen tendrá un 80% del peso de la calificación, la entrega de las series
de ejercicios resueltas valdrá un 5% y la realización de trabajos temáticos
propuestos por el profesor podrá otorgar el 15%. Siempre en la convocatoria
ordinaria.
Aspecto
Criterios
Dominio
Conceptos y cálculos de
conceptos
la asignatura
métodos
Responsabilidad
disposición al trabajo
y
Instrumento
de
y examen
80%
Entregar hojas de
5%
problemas resueltos
idem
Trabajo en equipo y Idem
manejo
de
las coordinación
instalaciones
liderazgo
Peso
más
Entregar
y
temáticcos
trabajos
15%
Convocatoria ordinaria: Para aprobar la asignatura en convocatoria ordinaria
deben cumplirse dos condiciones:
(1) obtener un mínimo de 4.5 sobre 10 puntos en cada uno de los aspectos
evaluables, y
(2) obtener el 5,0 tras la ponderación indicada.
Convocatorias extraordinarias: De acuerdo con el reglamento de evaluación
de los resultados de aprendizaje y de las competencias adquiridas por el
alumnado de la Universidad de Oviedo (Artículo 6), para que el alumno pueda
superar la asignatura en convocatorias extraordinarias se realizará un
examen final escrito con toda la materia y peso del 100%.
8. Recursos, bibliografía y documentación complementaria
a) El profesor está completando el libro de la asignatura y una libreta de
problemas resueltos. El libro se editará en el servicio de publicaciones de la
Universidad . Algunas de las libretas de ejercicios ya se encuentran en la web:
*http://azufre.quimica.uniovi.es/d-qf2/Problemas.pdf,
*http://azufre.quimica.uniovi.es/EspMol/Problemas.pdf,
*http://azufre.quimica.uniovi.es/DetEst/Problemas.pdf.
Especialmente la de qf2 sirve de punto de partida para la nueva libreta.
Libros de texto principales:

Tuñón, Iñaki y Silla, Estanislao. QUIMICA MOLECULAR ESTADISTICA.
1ª Edición.
Editorial Síntesis.


Levine, Ira N. FISICOQUIMICA. 5ª Edición. Editorial McGraw-Hill.
Helrich, C.S., Modern thermodynamics with satatistical mechanics,
(Springer, 2009)
libros de consulta:




H. B. Callen, Thermodynamics and an introduction to thermostatics, 2nd
de (Wiley,1985)
D. A. McQuarrie, Statistical Mechanics, harper & Row, 1976.
D. Kondepudi, I. Prigogine, Modern Thermodynamics, 2nd de, Wiley,
2015
Anderson, GM; Thermodynamics of natural systems, 2nd ed,
(Cambridge UP, 2005).