P1161102 - Termodinámica de Sistemas Coloidais (Módulo Fundamental) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 18.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 12.00
• Clase Interactiva Seminario: 12.00
• Horas de Titorías: 6.00
• Total: 48.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007
• Departamentos: Física da Materia Condensada
• Áreas: Física da Materia Condensada
• Centro: Facultade de Física
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
MOSQUERA TALLON, VICTOR.	NON
TABOADA ANTELO, PABLO.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo /CLE_01	Ordinario	Clase Expositiva	NON	NON
Grupo /CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo /CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	NON	NON
Grupo /TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Obxectivos da materia
Este é un curso introdutorio que pretende proporcionar unha base xeral teórico-práctica e actualizada da Termodinámica de Sistemas Coloidais. O alumno deberá familiarizarse cos fundamentos Químico-Físicos dos procesos e mecanismos implicados en Superficies, Interfases e Coloides. Así mesmo deberá coñecer as técnicas termodinámicas de aplicación nos Materiais de carácter coloidal.
Contidos
Termodinámica Fundamental
Leis da Termodinámica.
Sistemas Abertos.
Sistemas Multifásicos.
Sistemas Multicompoñentes.
Introdución á Termodinámica de Sistemas Pequenos.

Mesturas e Disolucións.
Mesturas Gasosas. Fugacidade. Ecuación de estado do virial.
Mesturas Líquidas. Disolucións ideais. Actividade e coeficientes de actividade.
Magnitudes de Mestura e de Exceso
Modelos e Teorías de Disolucións. Disolucións regulares. Disolucións asociadas.
Disolucións Electrolíticas.

Sistemas Poliméricos
Propiedades dos Polímeros.
Modelo de rede. Teoría de Flory-Huggins
Ecuacións de Estado para Disolucións de Polímeros. Teoría de Prigogine-Flory-Paterson. Teoría de cadea ríxida perturbada. Teoría de rede. Teoría estatística de fluídos asociados. Teoría de cadeas de esferas ríxidas perturbadas.
Membranas Poliméricas non Porosas e Xeles Poliméricos

Superficies, Interfases e Coloides
A Natureza das Interfases. Superficies e coloides.
Enerxía Libre Superficial. Traballo de cohesión e adhesión. Estados de referencia.
Natureza Molecular da Rexión Interfacial. Forzas superficie-partícula. Forzas electrostáticas e dobre capa eléctrica.

Interfases Líquido-Fluído
Tensión Superficial. Efecto da Temperatura. Efecto da curvatura. Tensión superficial dinámica.
Tensión Superficial de Disolucións. Solutos Lipofilícos a Hidrófilicos. Surfactantes aniónicos, catiónicos e non iónicos.
Absorción de Surfactantes e Monocapas de Gibbs.
Láminas Monomoleculares Insolubles. Langmuir-Blodget.
Estados Físicos de Monocapas. Factores determinantes
Multicapas
Absorción
Introdución. O potencial de Gibbs. Ecuación de absorción de Gibbs. Calores de Absorción.
Absorción na Interfase Sólido-Vapor. Fisi e quimisorción. Catálisis heteroxénea. Promotores e inhibidores.
Isotermas de Absorción de especies non iónicas en interfases Sólido-Vapor. Clasificación. Isoterma de Langmuir. Isoterma de Freundlich. Isoterma de Brunauer-Emmett-Teller (BET). Outras isotermas de absorción.
Absorción en Interfases Sólido-Líquido.
Isotermas de Absorción de Especies iónicas.
Absorción de Surfactantes.
Efectos Cinéticos na Absorción de Surfactantes.

Capilaridade
A ecuación de Laplace. Xeometría esférica, Caso xeral.
Interfases con simetría axial.
Balance de forzas na liña de contacto de tres fases. Ecuación de Young. Triángulo de Neumann.
Tensión Interfacial e Enerxías Superficiais de Sólidos. Contribución de dispersión e acedo-base.
O Ángulo de Contacto.
Termodinámica do Mollado.
Histérese no ángulo de contacto. Efecto de tensión de liña.
Efectos de condensación en capilares. Ecuación de Kelvin. Teorías de micro e mesoporos.

Mollado de Superficies
Termodinámica do Mollado. Calores de immersión. Punto crítico de mollado.
Aspectos Cinéticos do Mollado
Mollado Competitivo
Efecto dos Surfactantes no Proceso de Mollado.
Rugosidade e Ecuación de Wenzel.
Heteroxeneidade Química.
Influencia de poros.
Efecto de Jamin en Capilares.
O Verdadeiro Ángulo de Contacto.

Termodinámica de Sistemas Coloidales
Formación de Dispersións Coloidales
Estabilidade Coloidal
Asociación de Coloides
Emulsións
Micelas
Aerosois
Espumas

Bibliografía básica e complementaria
Bibliografia básica
Thermodynamics, by Herbert B. Calen, John Wiley and sons, 1981.

Modern Thermodynamics, by Dilip Kondepudi and Ilya Prigogine, John Wiley and sons, 1998

Molecular Thermodynamics of Fluíde-Phase Equilibria, by John M. Prausnitz, Rüdiger N. Lichtenthaler and Edmundo Gomes de Azevedo, Prentice-Hall, 1999

The Colloidal Domain : Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet (Advances in Interfacial Engineering), by D. Fennell Evans and Håkan Wennerström, John Wiley and sons, 1999.

Foundations of Colloid Science, by Robert J. Hunter, Oxford University Press, 2001.

Surfaces, Interfaces, and Colloids: Principles and Applications, by Drew Myers, John Wiley and sons, 1999.


Bibliografia complementaria
Colloidal Dispersions : Suspensions, Emulsions, and Foams, by Ian D. Morrison, John Wiley and sons, 2002.

Particles at Fluíde Interfaces and Membranes. Attachment of Colloid Particles and Proteins to Interfaces and Formation of Two-dimensional Arrays, by Peter A. Kralchevsky and Kuniaki Nagayama, Elsevier, 2001.

Thermodynamics of Small Systems, by Terrell L. Hill, Dover, 1994.

Surface Science. Foundations of Catalysis and Nanoscience, by Kurt W. Kolasinski, Wiley and sons., 2002.


Competencias
- Coñecemento dos principios básicos da Termodinámica.
- Aplicación destes principios a mesturas, disolucións e sistemas poliméricos.
- Coñecemento dos fundamentos Físico-Químicos de superficies e interfases.
- Coñecemento detallado dos fundamentos termodinámicos de diversos sistemas coloidales.
- Adquisición de destreza en técnicas termodinámicas de caracterización de materiais
- Promover a procura de información científica.
- Promover a comprensión de textos científicos.
- Elaborar os contidos de distintos temas para mellorar a comunicación oral e escrita do alumno.
- Impulsar as destrezas interpersoais, asociadas á capacidade e os hábitos de traballo en equipo.

Metodoloxía da ensinanza
Os contidos teóricos impartiranse maioritariamente mediante leccións maxistrais para cubrir os conceptos básicos de cada tema. Fomentarase a participación do alumno mediante a proposición de traballos relacionados coa temática do curso.

Os Seminarios Técnicos exponse como temas aplicados dunha duración de catro horas cada un sobre técnicas experimentais relacionadas cos contidos teóricos da materia. A parte práctica da materia propón a aplicación das técnicas apresas de modo que o alumno familiarícese cos distintos métodos de caracterización expostos. As prácticas serán realizadas baixo a supervisión do profesor e requirirase a elaboración dun informe do desenvolvemento de cada unha delas, que debe ser elaborado como unha pequena publicación.


Sistema de evaluación
A avaliación da materia reflectirá o conxunto do traballo do alumno ao longo do curso.
A nota final quedará definida coa achega das distintas tarefas que realizará o alumno:
- Exame ou exames que avalíen o coñecemento dos contidos teóricos.
- Elaboración, exposición e discusión dun traballo relacionado coa temática dalgún dos
seminarios impartidos.
- Avaliación dos informes das prácticas experimentais que realizarán os alumnos.
- A cualificacion de "non presentado" outirgarase de acordo coas disposicions da normativa de permanencia nas titulacions de grao e posgrao vixente na USC.


Tempo de estudo e traballo persoal
Son clases intensivas durante 1 mes (4 horas diarias) que o alumno debe de completar con outras 2 horas de esforzo pola súa banda.


Recomendacións para o estudo da materia
Asistir a clase