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Máster Interuniversitario en Química Curso 2013-2014 DATOS DE LA ASIGNATURA Denominación: Técnicas y Sistemas en Química Física Avanzada Código: Plan de Estudios: Curso: Créditos ECTS: 5 Horas de trabajo presencial:50 Plataforma virtual: Horas de trabajo no presencial:75 DATOS DEL PROFESORADO Profesorado responsable de la asignatura Nombre:Ramiro Téllez Sanz Departamento:Química y Física, Universidad de Almería Área:Química Física e-mail: [email protected] Teléfono:950 015 616 Nombre: Joaquín Martín Calleja Departamento: Química Física (Universidad de Cádiz) Área: Química Física e-mail: [email protected] Teléfono: 956 016 332 Nombre: José Luis Ávila Manzano Departamento: Química Física y Termodinámica Aplicada Área: Química Física e-mail: [email protected] Teléfono: 957 218 617 Nombre:Amparo Navarro Rascón Departamento:Química Física y Analítica, Universidad de Jaen Área:Química Física e-mail: [email protected] Teléfono: 953 212 756 Nombre: Juan Daniel Mozo Llamazares Departamento: Ingeniería Química, Química Física y Química Orgánica (U. Huelva) Área: Química Física e-mail: [email protected] Teléfono: 959219992 Nombre: Manuel López López Departamento: Ingeniería Química, Química Física y Química Orgánica (U. Huelva) Área: Química Física e-mail: [email protected] Teléfono: 959218206 DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA REQUISITOS Y RECOMENDACIONES Requisitos previos establecidos en el Plan de Estudios: No se establecen. Recomendaciones: OBJETIVOS El estudiante una vez cursada esta asignatura deberá: Conocer las propiedades fisicoquímicas en que se basan las técnicas de separación y de caracterización de las macromoléculas biológicas. Contar con una formación teórica sobre la química de polímeros y las técnicas experimentales que se usan para su caracterización Desarrollar competencias y destrezas relacionadas con el uso de tecnologías fisicoquímicas en el electroanálisis y en el desarrollo de sensores. Tener los conocimientos adecuados para comprender cómo funcionan los sistemas instrumentales para la generación, detección y análisis de radiación. Aplicar los conocimientos adquiridos y poseer capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con la industria química, el medio ambiente, el campo agroalimentario y el campo biosanitario entre otros. Interpretar los resultados experimentales a la luz de las teorías aceptadas y emitir hipótesis conforme al método científico y defenderlas de forma argumentada Poseer las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. COMPETENCIAS COMPETENCIAS GENERALES o Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación. o Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio. o Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS o Comprender y dominar conocimientos básicos sobre las propiedades de coloides y micelas en relación con su estructura. o Seleccionar la instrumentación química y recursos informáticos adecuados para el estudio a realizar y aplicar sus conocimientos para utilizarla de manera correcta. o Planificar y desarrollar proyectos y experimentos, así como relacionar entre sí distintas especialidades científicas (carácter interdisciplinar). o Adquirir una formación teórica sobre la química de polímeros y las técnicas experimentales que se usan para su caracterización o Tener habilidad para crear soluciones a medida para el análisis electroquímico y el desarrollo de sensores COMPETENCIAS TRANSVERSALES o Que el estudiante sepa utilizar herramientas de información y comunicación que permitan plantear y resolver problemas nuevos dentro de contextos relacionados con su área de estudio. CONTENIDOS • Técnicas fisicoquímicas de caracterización de macromoléculas biológicas. Métodos de separación de macromoléculas biológicas. Difusión, Sedimentación, Electroforesis e isoelectroenfoque. Difracción de rayos X. Técnicas de dispersión. Espectroscopía de absorción. Dicroísmo lineal y circular. Espectroscopía de Emisión Espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear.Calorimetría isotérmica de valoración y calorimetría diferencial de barrido. • Sensores electroquímicos: ideas básicas, tipos, aplicaciones, proyección de futuro. Introducción a los sensores químicos. Sensores potenciométricos. Sensores amperométricos. Biosensores electroquímicos. Definición. Clasificación. Técnicas de inmovilización del material biológico • Instrumentación espectroscópica, Sistemas de detección y Sistemas de Excitación. Técnicas espectroscópicas de detección y análisis. Sistemas dispersores: Monocromadores, redes de difracción y sistemas de barrido. Sistemas generadores de fotones: emisores planckianos y emisores cuánticos(tubos de descarga, láseres, etc). Sistemas detectores de fotones: Detectores energéticos, cuánticos y químicos. Materiales ópticos utilizados en espectroscopía. • Interacciones moleculares. Coloides Introducción. Termodinámica de sistemas coloidales. Clasificación de sistemas coloidales. Potencial Zeta y teoría electrocinética aplicada a partículas coloidales. Estabilidad de coloides liófobos. Concentración crítica de coagulación. Cinética de coagulación. Moléculas anfifílicas. Evidencia de laformación de micelas. Dinámica de la agregación micelar. Concentración micelar crítica. Termodinámica de la formación de micelas. Aplicaciones de las micelas: solubilización y detergencia. Equilibrios de fases en disoluciones de surfactantes: Límite y punto de Krafft. Mesofases. • Introducción a la química de Polímeros, Técnicas de caracterización de Polímeros, Polímeros conjugados Generalidades. Tipos y Cinética de las reacciones de polimerización. Termodinámica de las disoluciones de polímeros. Técnicas de caracterización de polímeros. Transición vítrea en polímeros. Degradación y estabilización de polímeros. Polímeros conjugados METODOLOGÍA Aclaraciones:A los alumnos se les proporcionará una máquina virtual con el software necesario para la realización de losejercicios. Actividades presenciales Actividad Actividad de evaluación Estudio de casos Exposición grupal Lección magistral Seminario Taller Trabajos en grupo (cooperativo) Tutorías Total horas: Total 0.5 6 32 11.5 Actividades no presenciales Actividad Búsqueda de información Ejercicios Estudio Trabajo en grupo Total horas: 50 MATERIAL DE TRABAJO PARA EL ALUMNADO Instrumentos Examen tipo test Ejercicios presentados Pruebas de respuesta corta Trabajos en grupo Período de validez de las calificaciones parciales:un año Porcentaje 50 50 Total 5 20 50 75 Aclaraciones:No se podrá superar este bloque temático si la media final fuese inferior a cinco después de haber alcanzado al menos un 4 en todos los apartados a evaluar. BIBLIOGRAFÍA Estructura de proteínas. Carlos Gómez Moreno y Javier Sancho, Ed. Ariel, 2003 Structure Determination by X-ray Crystallography. Analysis by X-rays and Neutrons. Mark Ladd y Rex Palmer, Ed. Springer, 2013. NMR for Chemists and Biologists. Rodrigo J Carbajo y José L. Neira, Ed. Springer, 2013. Biophysical Chemistry of Proteins. An Introduction to Laboratory Methods. EngelbertBuxbaum, Ed. Springer, 2011. Thermodynamics of Molecular Recognition by Calorimetry. Luis García Fuentes, Ramiro Téllez Sanz, Indalecio Quesada Soriano y Carmen Barón. "Thermodynamics PhysicalChemistry of AqueousSystems", Capítulo 1, Ed. Intech, 2011. Monochromators: Introduction, Uses, Techniques, Collimation, Stray Light, Spectral Bandwidth, and More. G. Alez. Ed. Webster's Digital Services, 2012, ISBN 1276233140, 9781276233149. Experimental methods in photochemistry and photophysics. Rabek, J.F., Ed. John Wiley & Sons, Chichester. ISBN 0 471 10090 0. Photochemical Technology. A.M. Braun, M.T. Maurette, E. Oliveros., Ed. John Wiley&Sons, Chichester. ISBN 0 471 92652 3. Técnica y práctica de espectroscopía. A.N. Zaidel, G.V. Ostrovskaya, Y.I. Ostrovsky. Editorial MIR, Moscou. Sensores ópticos, M.Pérez Conde, Universitat de Valencia. ISBN 84 370 2326 2. UV light emitters and detectors. Ed. M.S Shur and A. Zukauskas, NATO Science Series. ISBN 1 4020 2035 X. Monochromators and spectrographs. 2006 ORIEL PRODUCT TRAINING. Newport Co. P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5ª ed. Oxford, Univ. Press., New York, 1994 (versióncastellana, Addison-Wesley, Iberoamericana, Wilmington, Delaware, 1991). G.W. Castellan, Physical Chemistry, 3ª ed. Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1983, (versióncastellana: 3ª ed. Addison Wesley Iberoamericana, Wilmington, Delaware, 1987). I.N.Levine, Physical Chemistry, 3ª ed. McGraw-Hill, New York, 1988 (versióncastellana, McGraw-Hill, Madrid, 1991). R. M. Pashley, M. E. Karaman, Applied Colloid and Surface Chemistry, Wiley, 2004. 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