G1041323 - Química Física IV (Química Física) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 23.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 20.00
• Clase Interactiva Seminario: 10.00
• Horas de Titorías: 2.00
• Total: 55.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Química Física
• Áreas: Química Física
• Centro: Facultade de Química
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
BLANCO VARELA, M.ª DEL CARMEN.	NON
Crugeiras Martinez, Juan.	NON
Fiol Lopez, Sarah.	SI
RIVADULLA FERNANDEZ, JOSE FRANCISCO.	NON

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo CLE_02	Horarios	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIL_02	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIL_03	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIL_04	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIL_05	Horarios	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIL_06	Horarios	Clase Interactiva Laboratorio	NON	NON
Grupo CLIS_01	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo CLIS_02	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo CLIS_03	Ordinario	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo CLIS_04	Horarios	Clase Interactiva Seminario	SI	NON
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS06	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS07	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS08	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS09	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS10	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS11	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON
Grupo TI-ECTS12	Ordinario	Horas de Titorías	SI	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
Esta materia pertence ao módulo 3: Química Física. Está relacionada fundamentalmente coas materias do devandito módulo e é importante para comprender os contidos da materia Química Física V, que se imparte no 2º cuadrimestre do 3er curso.
É unha materia que, a priori, pode parecer moi afastada de todo o que se viu no resto das materias do módulo e non obstante está relacionada coa maioría delas. O estudo da termodinámica estatística serve para establecer unha conexión entre a termodinámica, a espectroscopia e a mecánica cuántica. Abórdase a termodinámica dende un punto de vista microscópico e analízanse as súas aplicacións para a obtención de funcións termodinámicas, capacidades caliríficas, entropías e constantes de equilibrio. Unha parte da materia é o estudo das propiedades de transporte a partir do movemento das moléculas, que ademais, resulta de grande axuda para o estudo cinético das reaccións químicas que se aborda na materia Química Física V. Finalmente, inclúese o estudo da Electroquímica como una ciencia básica na que se aplican conceptos termodinámicos e de transporte xa adquiridos, o estudo do equilibrio /transporte de carga eléctrica en sistemas electrodo-disolución, comezando dende os principios e conceptos básicos e presentando as súas aplicacións máis actuáis. Estes contidos son a base para o estudo da cinética electroquímica que os alumnos traballarán no seguinte cuatrimestre na Química Física V.

Obxectivos da aprendizaxe.

· Utilizar a terminoloxía química, nomenclatura, convenios e unidades.
· Comprender os principios da termodinámica e as súas aplicacións en Química.
· Relacionar as propiedades macroscópicas coas de átomos e moléculas.
· Demostrar o coñecemento e comprensión de conceptos, principios e teorías.
· Reconocer e analizar novos problemas e planear estratexias para solucionalos.
· Adquirir, avaliar e utilizar os datos e información bibliográfica e técnica relacionada coa Química.
· Comprender os aspectos cualitativos e cuantitativos dos problemas químicos.
· Explicar, de xeito comprensible, fenómenos e procesos relacionados coa Química.
Contidos
Tema 1. Conceptos básicos de termodinámica estatística
Distribución de estados moleculares. Enerxía interna e Entropía. A función de partición canónica.

Tema 2. Aplicacións da termodinámica estatística
Funcións termodinámicas e a función de partición molecular. Enerxías media. Capacidade calirífica. Ecuacións de estado. Constantes de equilibrio.

Tema 3. Movemento molecular en gases
Teoría cinética de gases. Presión e velocidade molecular. Frecuencia de colisións. Percorrido libre medio. Colisións coas paredes e superficies. Efusión dun gas.

Tema 4. Propiedades de transporte nun gas ideal
Ecuacións fenomenolóxicas. Parámetros de transporte.

Tema 5. Movementos moleculares en líquidos
Condutividade en disolucións de electrólitos. Mobilidade e condutividade iónica. Interaccións iónicas. Difusión: leis de Fick, ecuación de Einstein, ecuación de Nernst-Einstein e ecuación de Stokes-Einstein.

Tema 6. Procesos nos electrodos e sistemas electroquímicos
A interfase electrodo-disolución. Estrutura da interfase. O potencial eléctrico na interfase electroquímica. Escala relativa de potenciais e electrodos de referencia. Aplicacións prácticas de sistemas electroquímicos

Tema 7. Electroquímica de equilibrio
Células galvánicas, conceptos xerais. Potencial de unión liquida. Medida da FEM dunha célula galvánica: o potenciómetro. Enerxía libre e forza electromotora. A ecuación de Nernst. Aplicacións ao cálculo de magnitudes termodinámicas. Electrodo de vidro e medida do pH. Outros electrodos de referencia. Electrodos selectivos.


Prácticas de laboratorio:

Práctica 1. Transporte de calor: Determinación da condutividade térmica de diferentes materiais.

Práctica 2. Transporte de carga en disolucións de ions: Método conductimétrico para a determinación da constante de ionización do ácido acético.

Práctica 3. Transporte de carga a través da interfase electroquímica en equilibrio: Método potenciométrico para a determinación do producto de solubilidade do AgCl e da constante de formación do complexo Ag(NH3)n+.


Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía Básica (manual de referencia).

P. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, 8th edition; Oxford U. P., 2008

Bibliografía Complementaria.

T. Engel, P. Reid, Química Física, Addison Wesley, 2006
J. Bertrán Rusca, Javier Núñez Delgado, Química Física, Volúmenes I y II. Ariel Ciencia, 2002

Competencias
Competencias xerais.

· Manexar os conceptos, métodos e resultados básicos da Termodinámica.
· Capacidade para planificar a resolución de problemas numéricos e analizar de forma crítica os resultados obtidos.
· Capacidade de estudar e aprender de forma autónoma, con organización de tempo e recursos, e aplicación de novos coñecementos e técnicas.
. Realizar medidas experimentais de forma precisa e reflectir os resultados obtidos e a súa análise de forma ordenada nun caderno de laboratorio.

Competencias específicas.

· Conocer a relación entre propiedades macroscópicas e propiedades de átomos e moléculas individuais.
· Ser capaz de entender e resolver problemas relacionados coa termodinámica estatística, as propiedades de transporte e a electroquímica segundo modelos previamente desenvolvidos.

Competencias transversais.

· Capacidade para resolver e discutir problemas.
. Coñecemento dunha lingua estranxeira mediante a utilización de material en inglés.
Metodoloxía da ensinanza
A) Clases expositivas en grupo grande: Lección impartida polo profesor para introducir os conceptos básicos de cada tema que pode ter formatos diferentes (teoría, problemas e/ou exemplos xerais, directrices xerais da materia…). Habitualmente estas clases seguirán os contidos do manual de referencia indicado na bibliografía e os alumnos disporán do material (diapositivas, boletíns de problemas, enlaces de interés, etc) na Aula Virtual. Preténdese que estas clases sexan o punto de partida para que o alumno desenvolva as capacidades de análises e sínteses dos aspectos máis relevantes da materia e que lle sirvan de guía para o desenvolvemento da súa aprendizaxe autónoma. A asistencia non é obrigatoria aínda que si recomendable.

B) Seminarios: Clase teórico/práctica na que se propón e resolven aplicacións da teoría, problemas e exercicios. O alumno participa activamente nestas clases de distintas formas: entrega de exercicios ao profesor (algúns dos propostos en boletíns de problemas que o profesor entrega aos alumnos coa suficiente antelación a través da Aula Virtual); resolución de exercicios no aula, cuestionarios curtos resoltos na aula, etc. A asistencia a estas clases será obrigatoria xa que as probas non anunciadas que se realizan nelas e os traballos feitos na aula constituen una porcentaxe da nota final. A asistencia é obrigatoria.

C) Clases prácticas de laboratorio: Inclúense aquí as clases que teñen lugar nun laboratorio de prácticas. Nelas o alumno adquire as habilidades propias dun laboratorio de química e consolida os coñecementos adquiridos nas clases de teoría. Para estas prácticas, o alumno disporá da información necesaria coa suficiente antelación na Aula Virtual do curso e terá que preparar de forma autónoma, facendo uso da bibliografía axeitada e coa axuda do profesor, duas das tres prácticas propostas na programación. Antes de entrar no laboratorio o estudante terá unha idea clara da metodoloxía que vai seguir e así o comentará co profesor, o cal estará dispoñible no laboratorio para supervisar o progreso do alumno e para comprobar se éste adquiriu o nivel de coñecemento que lle vai permitir realizar a práctica. Na seguinte fase, os alumnos terán que responder durante 5 ou 10 minutos a unhas cuestións previas sobre o desenvolvemento da práctica para saber se están en condicións de comezar. O alumno realizará, individualmente ou por parellas, as tarefas e cálculos necesarios para a consecución dos obxectivos da práctica, recollendo no diario de laboratorio o desenvolvemento da práctica e os cálculos e resultados que procedan. O profesor poderá pedir ao alumno que lle mostre o diario de laboratorio en calquera momento e ao remate de cada práctica haberá que entregar un breve informe cos resultados máis salientables. A realización das prácticas será obrigatoria xa que supón unha porcentaxe dos créditos totais da asignatura e polo tanto tamén da nota final.

D) Titorías en grupo reducido: Suporán 2 horas para cada alumno. Nestas clases os alumnos deberán expor, debater ou comentar aquelas actividades previamente propostas polo profesor. As actividades realizaranse individualmente ou en grupo segundo indique o profesor. A asistencia ás tutorías será obrigatoria e a participación nas mesmas será avaliada.

Durante o desenvolvemento da materia farase uso do Campus Virtual. A través desta ferramenta os alumnos disporán de toda a información relativa á materia: programa, días de clase e datas de entregas cun horario detallado, transparencias de clase, boletíns de problemas, actividades a realizar, intercambio de ficheiros e anuncios concretos. Tamén se lles dará a posibilidade de entregar os traballos das actividades programadas a través de devandita plataforma.
Sistema de evaluación
Avaliación prácticas de laboratorio:

Os alumnos deberán mostrar unha actitude correcta e participativa no laboratorio e cumprir as normas de seguridade. A avaliación das prácticas farase mediante:
- Un test previo á realización de cada práctica
- Respostas ás preguntas formuladas polo profesor durante as sesións no laboratorio
- Entrega, ao remate de cada sesión, dun breve informe que recolla os resultados máis salientables da práctica: táboas cos datos experimentais, parámetros determinados, gráficas, etc.
- No exame final incluiranse tamén preguntas sobre as prácticas
- É necesario ter apto nas prácticas para aprobar a asignatura

Repartición de porcentaxes na avaliación:

- Avaliación continua: 40% (Actividades propostas polo profesor 20 %; traballo titorías 5% e
prácticas de laboratorio 15%)
- Exame final: 60%

Coma en todas as materias do Grao o acceso ao exame final estará condicionado á asistencia alomenos o 80% das actividades docentes presenciais de asistencia obrigatoria (prácticas de laboratorio, seminarios e titorías). Para cada materia, previamente á realización do exame ordinario, o Decanato da Facultade fara pública a relación dos estudantes que perderon o dereito a examinarse.

A NOTA FINAL (N) do alumno será a correspondente á ponderación da nota da evaluación continua (0,40 × N1) e da do exame (0,60 × N2) ou ben a nota obtida no exame (N2), sempre aquela que resulte máis favorable ao alumno.

N = máx.(0,40 × N1 + 0,60 × N2, N2)

O exame final incluirá cuestións teóricas e problemas relacionados coa materia incluída no programa da asignatura independentemente de si dita materia foi traballada nas clases expositivas, interactivas ou prácticas de laboratorio. O exame será calificado cun total de 10 puntos.

Alumnos repetidores:

Os alumnos repetidores terán o mesmo réxime de asistencia as clases que os que cursan a asignatura por primeira vez, cas salvedades seguintes:

- Ós estudantes repetidores dunha asignatura teórico-práctica que aprobaran as prácticas de laboratorio nunha edición previa, se lesl conservará a calificación obtida neste apartado durante un máximo de dous cursos académicos. Polo tanto, no terán que realizar novamente as prácticas de laboratorio, pero asistirán as restantes clases interactivas (seminarios e titorías), en igualdad de condicións que os restantes alumnos, para non perder o dereito a examinarse da asignatura.
- Os alumnos repetidores dunha asignatura teórico-práctica que na edición previa obtiveran a calificación de non apto nas prácticas de laboratorio, pero superaran a parte correspondente aos contidos teóricos da asignatura, estarán exentos de asistir ás devanditas clases interactivas, excepto ás prácticas de laboratorio, conservándoselles durante un máximo de dous cursos académicos a nota do exame e a correspondente aos apartados restantes da evaluación continua (seminarios e titorías). Si, tras repetir as prácticas de laboratorio, obtivesen a calificación de apto, serán aprobados na asignatura cunha nota e calificación, que será a que resulte de aplicar a fórmula indicada anteriormente.
Tempo de estudo e traballo persoal
Horas presenciais do alumno = 55 horas:

. Clases expositivas en grupo grande = 23 horas
. Clases interactivas en grupo reducido = 10 horas
. Prácticas de laboratorio = 20 horas
. Tutorías en grupo reducido = 2 horas


Horas de traballo personal do alumno = 95 horas:

. Estudio autónomo, individual ou en grupo = 46 horas
. Resolución de exercicios e outros traballos = 24 horas
. Preparación do traballo das tutorías = 10 horas
. Preparación do traballo de laboratorio = 15 horas

Recomendacións para o estudo da materia
• É aconsellable asistir ás clases expositivas
• É importante manter o estudo da materia "ao día" o cal pódese acadar ca participación nas actividades das clases interactivas
• Unha vez finalizada a lectura dun tema no manual de referencia, é útil facer un resumo dos puntos importantes, identificando as ecuacións básicas que se deben recordar e asegurándose de coñecer tanto o seu significado coma as condicións nas que se poden aplicar.
• A resolución de problemas é fundamental para a aprendizaxe desta materia. Pode resultar de axuda seguir estes pasos: (1) Facer unha lista con toda a información relevante que proporciona o enunciado. (2) Facer unha lista coas cantidades que se deban calcular. (3) Identificar as ecuacións a utilizar na resolución do problema e aplicalas correctamente.
• É imprescindible a preparación das prácticas antes da entrada no laboratorio. En primeiro lugar, débense repasar os conceptos teóricos importantes en cada experimento e, a continuación, é necesario ler con atención o guión da práctica, intentando entender os obxectivos e o desenvolvemento do experimento proposto. Calquera dúbida que puidese xurdir deberá ser consultada co profesor.

Observacións
Requisitos previos recomendados: É aconsellable tamén ter aprobado os módulos de Matemáticas, Física e Química Xeral, así como as materias do mesmo módulo.