890502 - Experimentación en Química Física (5º CURSO) - Curso 2011/2012

Información

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria RD 1497/1987
• Departamentos: Química Física
• Áreas: Química Física
• Centro: Facultade de Ciencias [L]
• Convocatoria: Primeiro Cuadrimestre
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
Al-Soufi , Wajih.	NON
CARRAZANA GARCIA, JORGE ANTONIO.	SI
FREIRE RODRIGUEZ, SONIA.	NON
PIÑEIRO MASEDA, LUCAS.	NON

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo L01	Ordinario	Laboratorio	SI	SI

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Objetivos de la asignatura
Esta asignatura de carácter experimental tiene como objetivos principales familiarizar al alumno con diferentes técnicas experimentales y métodos de amplio uso en la Química Física y profundizar en los conceptos teóricos estudiados en las otras asignaturas del área cursadas con anterioridad. El muy reducido número de alumnos permitirá una atención muy personalizada por parte del profesor. Estas circunstancias, junto con la formación que poseen los alumnos de quinto curso, permiten orientar esta asignatura hacia un nivel alto de contenidos y de tratamiento de datos y, además, familiarizar a los alumnos con el trabajo científico autónomo y crítico. Para ello se proponen experimentos de laboratorio representativos del trabajo científico en la Química Física: obtención de datos experimentales mediante un método físico, aplicación de un modelo teórico adecuado y análisis cuantitativo de los datos experimentales sobre la base de dicho modelo para la determinación de propiedades fisicoquímicas del sistema en estudio.

La asignatura de “Experimentación en Química Física” está incluida en un proyecto de la USC Virtual denominado "Química Física Estructural". En este proyecto se pretende aportar al alumno material de trabajo al que no puede acceder fácilmente por otros medios. Se incluyen apuntes interactivos, material de estudio avanzado, boletines de problemas, etc. que permiten al alumno un mejor seguimiento de la asignatura.
Contenidos
Se realizarán las siguientes prácticas:
PRÁCTICA 1. Cálculo y asignación de bandas del espectro infrarrojo del ácido acético.
Utilizando un programa de cálculos mecanocuánticos, con un método semiempírico, se calculan las frecuencias del espectro infrarrojo del ácido acético. Se asignan dichas frecuencias y se comparan con los valores experimentales.
PRÁCTICA 2. Determinación de parámetros instrumentales de un espectrofotómetro.
Se evaluarán diferentes parámetros instrumentales característicos de un espectrofotómetro de absorción: relación señal-ruido, luz difusa, estabilidad de la línea base y resolución.
PRÁCTICA 3. Medida e interpretación del espectro electrónico del yodo gaseoso.
Se mide el espectro de absorción electrónico del yodo gaseoso. Mediante análisis de dicho espectro se obtienen diferentes parámetros espectroscópicos de la molécula de yodo.
PRÁCTICA 4. Aplicación del modelo de la partícula en la caja a los espectros de absorción de colorantes conjugados.
Se miden los espectros de absorción electrónicos de una serie de colorantes tipo tiocianina. Los datos espectrales se analizan utilizando el modelo de la partícula en la caja.
PRÁCTICA 5. Determinación de la masa molecular promedio de un polímero mediante medidas de viscosidad.
Utilizando muestras patrón monodispersas de diferentes pesos moleculares se obtienen las constantes de Mark-Houwink-Sakurada de un polímero en disolución acuosa mediante medidas de viscosidad (método de caída de bola). A continuación se determina el peso molecular promedio de una muestra polidispersa de dicho polímero mediante medidas de viscosidad. A partir de los datos de viscosidades intrínsecas se determina la longitud cuadrática media del polímero en disolución y se analiza su conformación.
PRÁCTICA 6. Determinación de la concentración micelar crítica de una sustancia tensoactiva mediante
medidas de conductividad.
Determinación de la fracción de contraiones. Se mide la variación de la conductividad eléctrica de disoluciones de diferentes concentraciones de SDS para determinar la cmc de dicho tensoactivo y la fracción de contraiones. El experimento se realiza para diferentes concentraciones de sal añadida para observar la variación de la cmc.
PRÁCTICA 7. Determinación de la concentración micelar crítica y del número de agregación de una sustancia tensoactiva mediante la técnica de fluorescencia.
Se utiliza un espectrofluorímetro para la medida de los espectros de emisión de la sonda fluorescente (pireno) en presencia de diferentes concentraciones de SDS. El análisis de la relación de intensidades entre dos picos del espectro de emisión del pireno en función de la concentración de SDS permite obtener la cmc del tensoactivo. Conocida la cmc, la medida de la intensidad de fluorescencia del pireno a una cierta concentración de SDS en función de la concentración de quencher (ión cetilpiridinio) permite la determinación del número de agregación del SDS.
Bibliografía básica y complementaria
Bibliografía general:
-P. W. Atkins, Physical Chemistry, Oxford University Press, Oxford (1998)
-J. Bertrán Rusca y J. Núñez Delgado, coords., Química Física, Volúmenes I y II, Ariel Ciencia, Barcelona (2002)
-M. Díaz Peña y A. Roig Muntaner, Química Física, Volúmenes 1 y 2, Alhambra, Madrid (1988)
-I. N. Levine, Physical Chemistry, McGraw-Hill, Nueva York (2002) (Versión española por A. González Ureña,
-A. Caballero Albala y V. H. Ruiz de Coizaga, , McGraw-Hill, Madrid (1996))
-H. Kuhn y H. D. Försterling, Principles of Physical Chemistry. Understanding molecules, molecular assembies,
supramolecular machines, John Wiley & Sons, Chichester (2000)
-C. N. Banwell, Fundamentals of Molecular Spectroscopy, McGraw-Hill, Londres (1972)
-R. Chang, Principios básicos Espectroscopía, AC, Madrid. Trad.: I. Katime Amashta (1977)
-I. Katime, Química Física Macromolecular, Servicio Editorial de la Universidad del Pais Vasco, Bilbao (1994)
-A. M. Halpern, Experimental Physical Chemistry, Prentice Hall, Nueva Jersey (1997)
-D. P. Shoemaker y C. W. Garland, Experiments in Physical Chemistry, McGraw-Hill, Tokio (1967)
-W. J. Hehre, L. D. Burkee, A. J. Shusterman y W. J. Pietro, Experiments in computational organic chemistry,
Wavefunction, Inc., California (1993)

También se pondrá a disposición de los alumnos una lista de referencias específicas.

Competencias
- Aprender a planificar y realizar tareas de investigación.
- Manejar correctamente el material de laboratorio y variados aparatos de medida de propiedades fisicoquímicas y espectroscópicas.
- Relacionar las magnitudes medidas experimentalmente con propiedades fisicoquímicas del sistema en estudio mediante un modelo teórico adecuado.
- Analizar los datos experimentales con métodos estadísticos adecuados, incluyendo cálculo de errores.
- Evaluar, presentar y discutir los resultados obtenidos.
Metodología de la enseñanza
Cada alumno realizará las siete prácticas de laboratorio en el período indicado. Con anterioridad se concertarán reuniones con los alumnos para ayudar a la preparación de las prácticas. Durante el período de trabajo de laboratorio se elaborará una libreta de laboratorio en la que se anotarán todos los pasos realizados en cada experimento y las condiciones de trabajo utilizadas, así como el análisis completo de los datos experimentales. Esta libreta se entregará al profesor encargado de la asignatura en la fecha convenida y será evaluada.
Sistema de evaluación
La realización de las prácticas de laboratorio es requisito indispensable para aprobar la asignatura.

En la fecha prevista en el calendario de exámenes, se realizará una prueba escrita en la que alumno se examinará de los conceptos teóricos y de análisis de datos implicados en las prácticas de laboratorio.

La calificación final de los alumnos será la media de la nota de laboratorio y de examen final. La nota de laboratorio se obtendrá mediante evaluación continuada durante la realización de las prácticas, además de la calificación de la libreta de laboratorio. Es necesaria una nota mínima en cada una de las partes para superar la asignatura.
Tiempo de estudio y trabajo personal
Dos horas de preparación previa para cada una de las prácticas a realizar. Una hora de análisis y de redacción al final de cada práctica.
Recomendaciones para el estudio de la asignatura
Dado que se trata de una asignatura de quinto curso y los conceptos teóricos implicados son conocidos de asignaturas anteriores, se considera que los alumnos deben ser capaces de elaborar por si mismos los guiones de los experimentos a realizar. La bibliografía necesaria para ello es la citada en el apartado correspondiente. Los puntos que deben recogerse en el guión de prácticas son los siguientes: objetivo de la práctica, fundamentos teóricos, descripción de la técnica para obtención de datos experimentales, material reactivos fundamentales, medidas a realizar, método de análisis de datos y resultados que se obtienen. Conviene indicar que el análisis de datos debe ir acompañado de un adecuado cálculo de errores, por lo que se recomienda a los alumnos la revisión de la teoría de errores.