Planificaciones

6307 - Química Física II

Docente responsable: RAZZITTE ADRIAN CESAR

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6307 - Química Física II PLANIFICACIONES Actualización: 2ºC/2012

OBJETIVOSDar las bases fisicoquímicas para el estudio de los procesos dinámicos en sistemas homogéneos yheterogéneos. -- Ejemplificar sistemas y procesos de interés para el ingeniero químico. -- Exponer losproblemas a los que se enfrenta la investigación en el área de las fisicoquímica. -- Abordar la resolución deproblemas numéricos, el desarrollo matemático de las principales teorías, y el análisis conceptual de lossistemas y procesos estudiados. -- Introducir las técnicas experimentales más corrientes y alentar ladestreza en el laboratorio.

CONTENIDOS MÍNIMOS-

PROGRAMA SINTÉTICOa) Termodinámica de sistemas electrolíticos. Propiedades de electrolitos en solución. Equilibrio electroquímicode fases en presencia de especies iónicas (pilas galvánicas.). b) Fenómenos de transporte. Generalidades; flujos y fuerzas. Transporte en gases. Conducción eléctrica ensoluciones electrolíticas. Difusión en general y en soluciones electrolíticas. Conducción térmica. Viscosidad. c) Cinética Química. Aspectos fenomenológicos. Mecanismos de reacción. Dinámica de reaccionesmoleculares. Reacciones en solución. d) Fenómenos superficiales en interfaces. Interfase sólido-gas; ad- y absorción; reacciones en la interfase sólido-gas; catálisis. Interfase sólido-líquido; reacciones electroquímicas.

PROGRAMA ANALÍTICO1-Termodinámica de los sistemas electrolíticos. Actividades en soluciones electrolíticas. Teoría de Debye-Huckel. Equilibrio en soluciones iónicas. 2-Pilas galvánicas. Tipos de electrodos. Fuerza electromotriz (FEM). Termodinámica de las pilasgalvánicas. Potenciales de electrodo. Potenciales de unión líquida. Aplicaciones de las medidas de FEM:determinación de propiedades termodinámicas y constantes de equilibrio; determinación de coeficientes deactividad. Aplicaciones tecnológicas: Baterías, pilas de combustión; electrodos de membrana. Bioelectroquímica:equilibrio de membrana. Metalurgia 3- Fenómenos de trasporte. Conductividad térmica: teoría cinética de la conductividad térmica de los gases ylos líquidos. Viscosidad: teoría cinética de la viscosidad de los gases, viscosidad de las soluciones depolímeros. Difusión y sedimentación: movimiento browniano, teoría cinética de la difusión en gases y líquidos.Conductividad eléctrica de las soluciones de electrolitos: medidas de la conductividad, contribución iónicaindividual, movilidad eléctrica de los iones. Número de transporte. Conductividades molares de los iones:influencia de la concentración y de la temperatura. Aplicaciones de las medidas de conductividad. Flujos yfuerzas generalizadas. 4-Cinética química . Velocidad de reacción. Ecuación cinética: órdenes de reacción, constante específica. Métodosexperimentales y tratamiento de los datos cinéticos; integración: reacciones de orden 1, 2 y n; reaccionesreversibles, reacciones consecutivas. Mecanismos de reacción. Reacciones elementales. Descomposicionesunimoleculares. Reacciones complejas . Mecanismos de radicales libres . Mecanismos de cadena ramificada. Influencia de la temperatura en la rapidez de las reacciones. Ecuaciones cinéticas en sistemas no ideales.Calculo de la velocidad específica de una reacción aplicando la teoría de choque . Reacciones en solución.Catálisis homogénea. Fotoquímica 5-Fenómenos superficiales. Energía superficial y tensión superficial. Medición de la tensión superficialTermodinámica en los sistemas capilares. Películas superficiales en líquidos. Burbujas. Interfases Adsorción:isotermas. Reacciones en la interfase sólido-gas: catálisis heterogénea. 6-Velocidad de reacciones electroquímicas: control por transferencia de carga y difusional, sobrepotencial:ecuación de Taffel, ecuación de Buttler-Volmer. Corrosión. Tipos de corrosión: electroquímica o polarizada, poroxígeno, microbiológica, galvánica y por actividad salina diferenciada. Protección contra la corrosión: aislamientodel medio, protección catódica, galvanoplastía, película de fijación, acción de soluciones reductoras.

BIBLIOGRAFÍA

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Bibliografía Básica FISICOQUIMICA Gilbert W. Castellan - Addison Wesley Iberoamericana - FISICOQUIMICA P.W. Atkins - Addison Wesley Iberoamericana FISICOQUIMICA Ira N. Levine - Mc Graw Hill Latinoamericana - QUIMICA FISICA Atkins de Paula Editorial Panamericana Bibliografía complementaria : Corrosion Engineering Mars Fontana, Mc Graw Hill Ingeniería de las Reacciones Químicas, Levenspiel, 2º Ed., Editorial Reverté, 1990. An Introduction to Chemical Engineering. Kinetics and Reactor Design, C.G. Hill, John Wiley & Sons, 1977. Elementos de Ingeniería de las Reacciones Químicas, H. Scott Fogler 3º Ed., Prentice may, 2001. Chemical Reactor Analysis and Design, G.F. Froment, K.B. Bischoff, 2nd Ed., JohnWiley & Sons, 1990. The physical chemistry of surfaces, Adamson, A.W 6º Ed., Wiley, New York 1997

RÉGIMEN DE CURSADAMetodología de enseñanzaEn las clases teóricas se presentan los aspectos fundamentales de cada tema; se indica a los alumnosbibliografía correspondiente. En la próxima clase se discuten dudas sobre ese tema y se plantea el próximo. Enlas clases de problemas se trata de que los alumnos se enfrenten sólos al problema, consultando con losdocentes a cargo del turno. Según los temas se desarrollan en el pizarrón algunos problemas tipo.

Modalidad de Evaluación ParcialEvaluación un parcial escrito, dos recuperatorios escritos, y coloquio. Cada una de las fechas de parciales yrecuperatorios es única para todos los turnos. Parcial teórico-práctico con preguntas conceptuales sobre temas teóricos y problemas similares a los resueltosen clases de problemas.

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CALENDARIO DE CLASES

Semana Temas deteoría

Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

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<1>05/03 al 10/03

Termodinámica desoluciones deelectrolitos:coeficientesde actividad;teoría deDebye yHuckel;funcionestermodinámicas de loscomponentesde unasolución deelectrolitos.

Serie deProblemas (Term. solucionesde electrolitos)

<2> 12/03 al 17/03

Termodinámica de lossistemaselectroquímicos. Pilasgalvánicas.Tipos deelectrodos.Fuerzaelectromotriz(FEM).Termodinámica de laspilasgalvánicas.

Serie deProblemas (Pilas)

<3> 19/03 al 24/03

Potencialesde electrodo.Potencialesde uniónlíquida.Aplicacionesde lasmedidas deFEM:determinacióndepropiedadestermodinámicas yconstantesde equilibrio;determinacióndecoeficientesde actividad

TP laboratorio: Equilibrio y fuerza iónica

<4> 26/03 al 31/03

Rapidez delasreaccionesquímicas.Ecuacióncinética:órdenes dereacción,constanteespecífica.Métodosexperimentales ytratamientode los datoscinéticos;integración;reaccionesreversibles y

TP laboratorio: Equilibrio y fuerza iónica

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Semana Temas deteoría

Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

consecutivas.Método de lavida media yrepresentaciónde Powell.Influencia delatemperaturaen la rapidezde lasreacciones.

<5> 02/04 al 07/04

Mecanismosde reacción.Descomposicionesunimoleculares,mecanismosdeLindemann.Reaccionescomplejas.Reaccionesde radicales libres .Reacciones en cadena noramificada yramificada,explosiones.

Serie deproblemas Cinética

<6> 09/04 al 14/04

Reaccionesen solución.Ecuacionescinéticas ensistemas noideales.Teoría de lascolisiones enla velocidadde reacción.Catálisishomogénea.Fotoquímica,ley de Stark-Einstein.Reaccionesfotosensibilizadas. Estadofotoestacionario.

Clasesespeciales:Presentacióntemas.Aplicaciones electroquímica

<7> 16/04 al 21/04

Velocidad dereaccioneselectroquímicas.Fundamentosde corrosión.

Serie deproblemas Cinética

<8> 23/04 al 28/04

Repaso TP laboratorio: Cinética

<9> 30/04 al 05/05

Parcial TP laboratorio: Cinética

<10> 07/05 al 12/05

Dinámicafisico-química:sistemasfuera delequilibrio.Fenómenos detrasporte.Conductividad térmica:teoríacinética de laconductividad

PresentaciónTrabajoselectroquímica

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Semana Temas deteoría

Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

térmica delos gases ylos líquidos.Viscosidad:teoríacinética de laviscosidad delos gases,viscosidad delassoluciones depolímeros.Difusión ysedimentación: movimientobrowniano,teoríacinética de ladifusión engases ylíquidos

<11> 14/05 al 19/05

Conductividad eléctrica delassoluciones deelectrolitos:medidas delaconductividad, contribucióniónicaindividual,movilidadeléctrica delos iones.Número detransporte.Conductividades molaresde los iones:influencia delaconcentracióny de latemperatura.Aplicacionesde lasmedidas deconductividad. Flujos yfuerzasgeneralizadas

Serie deproblemas (Conductividad)

<12> 21/05 al 26/05

Interfases.Interfasecurva.Termodinámica en lossistemascapilares

Clasesespeciales:Presentacióntemas Corrosión

<13> 28/05 al 02/06

Películassuperficialesen líquidos.Efecto de latensiónsuperficial enlatemoeraturade equilibriolíquido vapory sólido líquido.efecto sobrela presión de

Clasesespeciales:Presentacióntemas Corrosión

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Semana Temas deteoría

Resoluciónde problemas

Laboratorio Otro tipo Fecha entregaInforme TP

Bibliografíabásica

vaopor

<14> 04/06 al 09/06

MojadoAdsorción:isotermas

Serie deproblemas (FenómenosSuperficiales/CatálisisHeterogénea)

<15> 11/06 al 16/06

Reaccionesen lainterfasesólido-gas:catálisisheterogénea

Serie deproblemas (FenómenosSuperficiales/CatálisisHeterogénea)

<16> 18/06 al 23/06

Feriado Serie deproblemas (FenómenosSuperficiales/CatálisisHeterogénea)

CALENDARIO DE EVALUACIONES

Evaluación Parcial

Oportunidad Semana Fecha Hora Aula

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1º 12 02/11 19:00

2º 15 23/11 19:00

3º 07/12 19:00

4º