G1041328 - Química Física V (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: 2º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: null

Profesores

Nome	Coordinador
LEIS FIDALGO, JOSE RAMON.	SI
RODRIGUEZ DAFONTE, PEDRO.	NON
VAZQUEZ RODRIGUEZ, SAULO ANGEL.	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
- Coñecer a cinética do cambio químico, incluíndo a catálisis, os mecanismos de reacción e procesos nos electrodos.
- Demostrar o coñecemento e comprensión de conceptos, principios, modelos e teorías relacionados coa Cinética Química.
- Recoñecer e analizar novos problemas e plantexar estratexias para solucionalos.
- Levar a cabo procedementos habituais e manexar instrumentación científica.
- Interpretar os datos procedentes de observacións e medidas no laboratorio.
- Comprender os aspectos cualitativos e cuantitativos dos problemas químicos.
- Explicar, de xeito comprensible, fenómenos e procesos relacionados coa reacción química.
- Planificar, deseñar e desenvolver proxectos e experimentos
Contidos
I. CINÉTICA FORMAL

Tema 1. Cinética Química Empírica.

1.1. Técnicas experimentais. Métodos físicos e Métodos químicos.
1.2. Fundamento e aplicación dos métodos físicos.
1.3. Métodos de fluxo.
1.4. Radiólise de Pulso. Fotólise de destello.
1.5. Obtención de datos cinéticos. Uso das propiedades físicas.

Tema 2. Cinética de reaccións complexas

2.1. Interpretación das leis de velocidade. Reaccións elementais. Molecularidade.
2.2. Mecanismo de reacción. Ecuación de velocidade: Interpretación mecanicista.
2.3. Reaccións de primeiro orde que se aproximan ó equilibrio.
2.4. Reaccións de Intercambio. Efecto Isotópico.
2.5. Métodos de relaxación.
2.6. Reaccións paralelas. Aplicación para determinar a reactividade de intermedios.
2.7. Reaccións elementais consecutivas.
2.8. Aproximación do estado estacionario. Aproximación da etapa determinante.
2.9. Dedución dun mecanismo de reacción.
2.10. Reaccións unimoleculares.
2.11. Reaccións en cadea.


II. MODELOS TEÓRICOS

Tema 3. Reaccións en fase gas. Modelos teóricos.

3.1. Teoría de colisións sinxela.
3.2. Teoría do complexo activado (TCA).
3.3. Formulación termodinámica da teoría do complexo activado.
3.4. Introdución á dinámica molecular das reaccións químicas.
3.5. Superficies de enerxía potencial.
3.6. Feixes moleculares.

Tema 4. Reaccións en disolución.

4.1. Influencia do disolvente.
4.2. Reaccións controladas por difusión.
4.3. Aplicación da teoría de colisións e da TCA ás reaccións en disolución.
4.4. Efecto cinético salino.

II. CATÁLISE

Tema 5. Catálise homoxénea

5.1. Introdución. Mecanismo xeral de catálise
5.2. Catálise ácido-base
5.3. Catálise electrófila e nucleófila
5.4. Catálise enzimática

Tema 6. Catálise heteroxénea

6.1. Adsorción en superficies. Isoterma de adsorción de Langmuir.
6.2. Calor de adsorción.
6.3. Isoterma BET, Temkin e Freundlich. Clasificación das isotermas.
6.4. Cinética de adsorción na superficie.
6.5. Introdución á catálise heteroxénea.
6.6. Mecanismos da catálise heteroxénea.
6.7. Técnicas experimentais de estudio de superficies.

IV. CINÉTICA ELECTROQUÍMICA

Tema 7. Cinética electroquímica.

7.1. Procesos en eléctrodos.
7.2. Procesos electroquímicos.
7.3. Produción de enerxía e corrosión


O PROGRAMA DE LABORATORIO INCLÚE OS SEGUINTES EXPERIMENTOS

Práctica 1. Cinética Formal: Estudo Cinético da Reacción entre Violeta Cristal e iones hidroxilo
Práctica 2. Cinética Formal: Estudo da Cinética dunha reacción de sustitución nucleófila mediante medidas de conductividad.
Práctica 3. Catálisis: Estudo Cinético da reacción de solvólisis do cloruro de sulfonilo en presenza de Ciclodextrina.
Práctica 4. Adsorción: Determinación da Isoterma de Adsorción do Violeta Cristal por Espectroscopía UV.

Os alumnos realizarán, durante as sesións de laboratorio, duas das prácticas. Ademais, todos os alumnos terán unha sesión de catro horas no Aula de Informática na que abordarán estudos teóricos de velocidades de reacción.

Bibliografía básica e complementaria
- Básica (manual de referencia):
Química Física, P. Atkins y J. De Paula, 8ª Ed, Ed. Médica Panamericana (2008). Capítulos 22, 23, 24 y 25.
- Complementaria:
Química Física, T. Engel y P. Reid, Pearson Ed. (2006). Capítulos 36 y 37.
Fisicoquímica, I. N. Levine, 5ª Ed. (2004) MacGraw Hill. Tema 13, 17 y 23.
- Avanzada:
Chemical Kinetics and Reaction Mechanisms, 2nd Ed. J. H. Espensosn, McGraw Hill (2002)

Competencias
COMPETENCIAS XERAIS.
? Manexar os conceptos, métodos e resultados básicos da Cinética Química.
? Capacidade para planificar a resolución de problemas numéricos e analizar de forma crítica os resultados obtidos.
? Capacidade de planificar e realizar medidas experimentais de forma precisa e reflectir os resultados obtidos e a súa análise de forma ordenada nun caderno de laboratorio.

COMPETENCIAS ESPECIFICAS.
- Poder resolver calquera problema básico relativo á determinación das ecuaciones de velocidade experimentais. Saber resolver problemas cuantitativos sinxelos relativos aos procesos químicos, tanto no equilibrio como desde un punto de vista cinético.
- Coñecer as hipóteses e limitacións dos principais modelos teóricos para explicar a velocidade das reaccións químicas
- Dispoñer duns coñecementos básicos, pero suficientemente amplos, que permitan a adquisición dun xeito efectivo de coñecementos máis específicos dentro de cada unha das áreas da Química (analítica, biolóxica, física, inorgánica e orgánica).
- Poder explicar de xeito comprensible fenómenos e procesos relacionados con aspectos básicos da Reactividad Química e da Catálisis.
- Dispoñer de coñecementos e habilidades experimentais suficientes para utilizar correcta e seguramente os produtos e o material máis habitual nun laboratorio químico sendo consciente das súas características máis importantes incluíndo peligrosidad e posibles riscos.
- Ter a destreza de adquirir habilidades experimentais que lle leven a asimilar outras máis complexas.
- Capacidade de Deseñar, evaluar e interpretar datos experimentais e información sobre a cinética dunha reacción.

COMPETENCIAS TRANSVERSALES.
- Capacidade para traballar en grupo tanto na resolución como na discusión de problemas.
- Razonamiento crítico
- Capacidade de organización e planificación
- Aprendizaxe autónoma
Metodoloxía da ensinanza
Combinaranse clases de tipo expositivo con clases participativas nas que o alumno ha de resolver problemas tanto experimentais como numéricos. Hai ademais dúas sesións de tutoría personalizada nos que se aproveitará para discutir e profundar conceptos seleccionados e suscitados con antelación aos alumnos.

A continuación figuran as horas que se estiman para cada tema. Os problemas a resolver entregaranse con antelación ao alumno.

Ao final de cada tema haberá unha proba de control, tipo test, de duración curta (15 min), para evaluar o nivel de comprensión e asimilación de conceptos por parte do alumno e detectar posibles deficiencias tanto de formulación como de aprendizaxe.

Tema 1 : horas teóricas 3, horas de seminario/problemas 2
Tema 2 : horas teóricas 5, horas de seminario/problemas 3
Tema 3 : horas teóricas 2, horas de seminario/problemas 0
Tema 4 : horas teóricas 2, horas de seminario/problemas 0
Tema 5 : horas teóricas 4, horas de seminario/problemas 3
Tema 6 : horas teóricas 5, horas de seminario/problemas 1
Tema 7 : horas teóricas 2, horas de seminario/problemas 1

Hai 20 horas de docencia experimental no laboratorio nas que se realizarán 2-3 experimentos e analizaranse e discutirán os resultados obtidos por cada alumno.

Sistema de evaluación
1. O alumno non será evaluable si non asiste, polo menos, ao 80% do conxunto das clases presenciales de carácter obligatorio: seminarios, tutorías e prácticas. É obligatoria a asistencia polo menos a unha das tutorías programadas. As prácticas de laboratorio non realizadas intentarán recuperarse de acordo co profesor e dentro do horario previsto para a asignatura. As ausencias deberán estar debidamente documentadas.

2. A avaliación consistirá en dous partes:
2.1. Avaliación continua, que poderá constar á súa vez de:
i. Exercicios e Tests entregados ao profesor (Ej_entr) e exercicios realizados nos seminarios (Ej_sem)
ii. Traballo nas tutorías (Tut)
iii. Prácticas laboratorio (Pract)
2.2. Exame final (EF)
A cualificación do alumno non será inferior á do exame final nin á obtida ponderándoa coa avaliación continua e obterase como resultado de aplicar a fórmula seguinte:
Nota final = máximo (0.4 x N1 0.6 x N2,N2)
Sendo N1 a nota numérica correspondente á avaliación continua (escala 0-10) e N2 a nota numérica do exame final (escala 0-10).

3. Cada subapartado do apartado 2.1 contabilizará para a nota final do alumno do seguinte xeito:
Ej_entr, Ej_sem e Tests 18%
Tut 10%
Pract 12%
EF 60%

4. Para a avaliación das prácticas de laboratorio, os ítems a evaluar serán os seguintes:
- Test previo
- Organización e desenvolvemento dos experimentos no laboratorio
- Datos obtidos e discusión dos mesmos
- Test final
É obligatorio obter un apto nas prácticas de laboratorio para aprobar a asignatura.
5. O exame final incluirá unha primeira parte que versará sobre supostos relacionados cos aspectos teóricos da asignatura e unha segunda parte en que se suscitarán cuestións relativas ás prácticas de laboratorio. Ambas partes terán na cualificación deste exame o peso porcentual seguinte:
- Contidos teóricos 85%
- Contidos prácticos-laboratorio 15%

O réxime académico dos alumnos repetidores será o establecido pola Facultade de Química.

Tempo de estudo e traballo persoal
Total horas de traballo presencial en aula ou en laboratorio: 55.

Horas Clases de Teoría: 23.
Horas Clases de Seminario: 10.
Horas de Titorías: 2.
Horas de Clases de Laboratorio: 20.


Total horas de traballo persoal do alumno: 83.

Estudio autónomo individual ou en grupo: 46 horas.
Resolución de exercicios e outros traballos: 20 horas.
Preparación de presentacións orais, escritas, elaboración de exercicios propostos. Actividades en biblioteca ou similar: 8 horas.
Preparación das prácticas e elaboración da memoria ou presentación oral: 9 horas.

Recomendacións para o estudo da materia
- É recomendable ter superadas as asignaturas do módulo de Química Física.
- Son necesarios coñecementos matemáticos de cálculo diferencial e integral básico para superar a asignatura.
- É importante a asistencia activa a clase e manter o estudo da materia ?ao día?. Recoméndase visitar a asignatura no Campus Virtual da USC na que se atoparán materiais, información e actividades a realizar.
- Unha vez finalizada a lectura dun tema no manual de referencia, é útil facer un resumo dos puntos importantes, identificando as ecuaciones básicas que se deben recordar e asegurándose de coñecer tanto o seu significado como as condicións nas que se poden aplicar.
- A resolución de problemas é fundamental para a aprendizaxe desta materia. Pode resultar de axuda o 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 os modelos e ecuaciones necesarios para a resolución do problema e aplicalos correctamente, (4) Prestar atención á coherencia das unidades, (5) Revisar a consistencia do resultado final.
- Nas clases de seminario o alumno debe ter os problemas resoltos con antelación e participar activamente nas discusións dos resultados.
- 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
A materia impartirase en Galego.