Fisicoqímica

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS

Francisco Garca Salinas UNIDAD ACADMICA DE CIENCIAS QUMICAS

Qumico Farmacutico Bilogo

JUNIO 2010

PROGRAMA: ACADEMIA DE FISICOQUMICA

PROPUESTA ELABORADA POR:

ACADEMIA DE FISICOQUMICA

M. en C. Javier Reyes Barrios

M. en C. Mariano Parga

M. en C. Ma. Del Refugio Cuevas Flores

QFB Ma. Luisa Gonzlez

QFB. Blanca Delia Pescador

Laboratorio de Fisicoqumica I (Termodinmica)

Academia de Fisicoqumica Pgina 2

UNIVERSIDAD AUTNOMA DE ZACATECAS

Francisco Garca Salinas rea de Ciencias de la Salud

Unidad Acadmica de Ciencias Qumicas

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA Fisicoqumica I (Termodinmica)

PRESENTACIN DEL PROGRAMA

La termodinmica estudia las relaciones entre las diferentes formas de energa y las leyes que rigen su interconversin. Se basa en tres postulados

que se llaman leyes de la termodinmica. Estas leyes constituyen una de las ms poderosas herramientas que hay en la ciencia y tienen

aplicaciones mltiples en qumica, fsica e ingeniera. La termodinmica biolgica proporciona una introduccin al estudio de la transformacin

de la energa en las ciencias biolgicas. An y cuando son leyes generales, el curso toma ejemplos aplicados a estas ciencias.

Ubicacin: Tercer Semestre

Precedente:

Horizontales:

Consecuentes: Fisicoqumica II (Equilibrio Qumico y Cintica)

OBJETIVO DEL PROGRAMA.

Se plantearn los principios, fundamentos y leyes de Termodinmica para el estudio de los cambios, direcciones y equilibrios que se presentan en

los sistemas qumicos y fsicos, involucrando fases en equilibrio de una sustancia pura o de una mezcla y, atendiendo a los sistemas ideales y su

posterior extensin a los sistemas reales.

OBJETIVOS PARTICULARES

1. PRINCIPIOS BASICOS DE TERMODINMICA.

Repaso de unidades, funciones y ecuaciones bsicas. Definicin, campo de estudio y ramas de la Fisicoqumica.



Termodinmica: Campo de estudio, definicin. conceptos, definicin de Calor, definicin de Trabajo.

2. CINTICA DE GASES. Gases ideales: La presin y la ley de Boyle. Concepto de temperatura. Ley de

Gay-Lussac (ley Charles), la ecuacin de estado de gas ideal. Constante R y

concepto de mol. Presin de un gas derivado de la teora cintica, energa

cintica y temperatura, ley de Dalton de presiones parciales, ley de efusin de

Graham, colisiones moleculares.

Gases reales.

Ecuacin de van der Walls, ley de estados correspondientes, otras ecuaciones

de estado, la ecuacin virial.

3. PRIMERA LEY DE TERMODINMICA. Estados y funciones de estado, estados de equilibrio y reversibilidad.

Energa, calor y trabajo: procesos a volumen constante, procesos a presin

constante, entalpa, capacidad calorfica.

Termoqumica. Clculo de cambios de entalpa, relacin H y U, dependencia de H de T.

4. SEGUNDA Y TERCERA LEY. La escala de temperatura Termodinmica, la entropa, segunda ley, clculo de

los cambios de entropa, la tercera ley de la termodinmica.Condiciones para el

equilibrio. Temperatura y presin constante: la energa de Gibas, temperatura y

volumen constante: la energa de Helmholtz, energas de Gibbs de formacin,

ecuacin de Gibbs-Helmholtz.



NOMBRE DE LAS PRCTICAS

PRCTICA 1: Medidas de Seguridad en el Laboratorio.

PRCTICA 2: Medicin de Propiedades Fisicoqumicas

PRCTICA 3: Leyes de los Gases Ideales

PRCTICA 4: Energa de Reaccin

PRCTICA 5: Entalpia de Neutralizacin

PRCTICA 6: Leyes de la Termodinmica

PRCTICA 7: Entalpa de Formacin de Sales de Amonio

PRCTICA 8: Calor Diferencial de Disolucin

PRCTICA 9: Proyecto



RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES

UDI: FISICOQUMICA Docentes: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO

PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR

Nmero Total de Sesiones: 12

Objetivo: Conocer el programa del laboratorio, las polticas de evaluacin y la organizacin general del curso.

Sesin Actual: 1 /12 Fecha: Prctica No. 1:.PROGRAMA Y POLTICAS DEL CURSO

Tema

Tiempo

estimado

Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas

(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos

(Medios y materiales)

Programa y Polticas del Curso

3 horas 1. Presentacin de los Docentes 2. Entrega del Programa y Manual del

Laboratorio. 3. Explicacin de los criterios de evaluacin. 4. Explicacin de llenado y contenido de la

bitcora y elaboracin de reportes de las prcticas del laboratorio.

5. Distribucin de temas de medidas de seguridad para exponer en la prxima sesin.

Programa

Manual de Laboratorio

Reglamentos

Bibliografa recomendada

Mecanismo de evaluacin de la prctica:

Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%

Reporte 40%

Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.

Salud ocupacional:

Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay




UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO



Objetivo: Conocer y aplicar las medidas de seguridad bsicas en el laboratorio de Fisicoqumica.

Sesin Actual: 2 /12 Fecha: Prctica No. 2:.MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Medidas de Seguridad

3 horas 6. Localizar el lugar para guardar mochilas y otras cosas personales.

7. Organizar equipos de 4 personas para trabajar en esta sesin.

8. Realizar un plano, del laboratorio de Fisicoqumica.

9. Preparar soluciones. 1 M de cloruro de sodio considerando:

10. Manejo correcto de la balanza analtica.

11. Disposicin de reactivos de acuerdo a lo establecido en la normatividad vigente.


Material de Cristalera

Balanza Analtica

Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:








Objetivo: Medir experimentalmente algunas propiedades fisicoqumicas (densidad, viscosidad, tensin superficial y conductividad) y determinar los errores experimentales involucrados en dichas determinaciones.

Sesin Actual: 3 /12 Fecha: Prctica No. 3: MEDICIN DE PROPIEDADES FISICOQUMICAS

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Medicin de Densidad utilizando un

mtodo relativo.

Determinacin de la viscosidad

mediante el viscosmetro de

Ostwald.

Determinacin de la Tensin

Superficial con el Estalagnmetro.

Determinacin del Conductividad

mediante un conductmetro.

3 horas 1. Manejo correcto de la balanza analtica, el picnmetro el viscosmetro de Ostwald, el Estalagnmetro y e Conductmetro para determinar tales propiedades fisicoqumicas.



Balanza Analtica

Viscosmetro

Estalagnmetro

Conductmetro

Picnmetro

Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:


Mecanismo de evaluacin:

Prereporte 20%

Desarrollo Experimental .50%

Reporte 30%


Salud ocupacional: No hay








Objetivo: En base a los resultados obtenidos, el alumno describir como dependen las propiedades de un gas de las condiciones en que se encuentre. Deducir la relacin matemtica entre el volumen, la presin y la temperatura, respectivamente.

Sesin Actual: 4 /12 Fecha: Prctica No. 4: LEYES DE LOS GASES IDEALES

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Ley de Boyle

Ley de Gay-Lussac o Charles

3 horas 1. Revisin bibliogrfica previa. 2. Registro de datos de experimentales. 3. Reporte de resultados en una tabla y

grficamente y verificacin de las Leyes de Charles y Boyle.



Reactivos Qumicos

Termmetro

Regla

Mechero de Bunsen



Reporte 40%


Salud ocupacional:








Objetivo: Presentacin de anteproyectos para revisin y aprobacin. Revisin del avance de en bitcora y reportes de laboratorio.

Sesin Actual: 5 /12 Fecha: Prctica

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Todos

3 horas 1. Se presentan anteproyectos para su aprobacin.

2. Se aclaran dudas para la realizacin del proyecto.

Bibliografa recomendada



Reporte 40%

Proyecto .30% (de la calificacin final) Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.

Salud ocupacional:



Prereporte 20%


Reporte 30%










Objetivo: En base a los resultados obtenidos experimentalmente, el alumno calcular la cantidad de calor transferida debido a la disolu cin de algunos compuestos qumicos, y la cantidad de calor transferida en la reaccin de descomposicin.

Sesin Actual: 6/12 Fecha: Prctica No. 5: ENERGA DE REACCIN

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


1. Determinacin del calor de

disolucin de 1 mol de carbonato

de sodio (Na2CO3) 2. Calor transferido cuando se

descompone un mol de perxido de

hidrogeno (H2O2) en solucin

acuosa.

3 horas 1. Explicar el uso correcto del calormetro. 2. Calibrar los termmetros. 3. Explicacin de los clculos

correspondientes. 4. Recogida de datos para calcular el calor de

disolucin. 5. Recogida de datos para determinar el calor

de descomposicin. 6. Construir grfica T vs t para determinar T. 7. Determinacin de H de en ambos casos.



Calormetro

Termmetros

Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:








Objetivo: En base a los resultados obtenidos experimentalmente, el alumno calcular la cantida d de calor transferida al efectuarse una reaccin y determinar la entalpa de neutralizacin.

Sesin Actual: 7 /12 Fecha: Prctica No. 6: Entalpa de Neutralizacin.

Tema

Tiempo

estimado

Actividades de Eseanza-Aprendizaje sugeridas

(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Entalpa de Neutralizacin

1 horas Reafirmar el uso correcto del calormetro. Explicar la calibracin de los termmetros. Explicacin de los clculos correspondientes. Determinacin de la constante calorimtrica. Recogida de datos para calcular el calor de disolucin. Recogida de datos para determinar el calor de neutralizacin. Construir grfica T vs t para determinar T. Determinacin de H de neutralizacin.



Calormetro

Termmetros

Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:

Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay.


Prereporte 20%


Reporte 30%



Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay.







Objetivo:. Determinar los cambios termodinmicos que ocurren al efectuar una reaccin qumica. Determinar la relacin que existe entre las propiedades termodinmicas.

Sesin Actual: 8/12 Fecha: Prctica No. 7: Leyes de la Termodinmica.

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Leyes de la Termodinmica.

3 horas 1. Explicar el montaje del equipo para realizar el experimento.

2. Explicar el fundamento terico para determinar el calor de reaccin a presin constante y el cambio de energa interna.

3. Recogida y registro de datos



Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:








Objetivo: El alumno calcular la entalpa de formacin del cloruro de amonio, del nitrato de amonio y del sulf ato de amonio, a partir de datos obtenidos experimentalmente y de algunos reportados en la literatura. .

Sesin Actual: 9/12 Fecha: Prctica No. 8: ENTALPA DE FORMACIN DE SALES DE

AMONIO

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Entalpa de Formacin de Sales de

Amonio

3 horas 1. Explicar la determinacin de la constante calorimtrica.

2. Explicar y determinar la entalpa de formacin de la sal de amonio aplicando la Ley de Hess.



Calormetro

Termmetros

Reactivos Qumicos



Reporte 40%


Salud ocupacional:





UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES Nmero Total de Sesiones: 12

Objetivo: Permitir la integracin y aplicacin de los conocimiento adquiridos en la UDI de termodinmica.

Sesin Actual: 10 /12 Fecha: Prctica No. 9: Proyecto Final

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Termodinmica

3 horas 1. Revisn final del proyecto que se presentar.

Literatura recomendada

Laboratorio de Fisicoqumica






Sesin Actual: 11 /12 Fecha: Prctica No. 9: Proyecto Final

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Termodinmica

3 horas 1. Los alumnos exponen su proyecto por equipos.








Sesin Actual: 12 /12 Fecha: Prctica No.

Tema

Tiempo

estimado


(Mtodos y tcnicas)

Recursos didcticos


Termodinmica

3 horas 1. Los alumnos entregan sus bitcoras y reportes para revisin.





Reporte 40%


Salud ocupacional:


Laboratorio de Fisicoqumica (Termodinmica)


CRITERIOS DE EVALUACIN

Bitcora (Prereporte y Desarrollo) 30%

Reportes 40%

Proyecto 30%

Se evala cada prctica con los criterios anteriores. La realizacin de la prctica es

obligatoria para tener derecho a ser evaluada. No reponen prcticas. Sin justificante

por causas graves para reponer la prctica tendr que presentarse en otro horario y/o

da de la misma semana en que incurri en la falta.

BIBLIOGRAFA DE APOYO:

1. Keith J. Laidler, John H. Meiser., Fisicoqumica, 1a ed. CECSA., 3a reimp. Mxico, 2002.

2. Levine, I. N. Fisicoqumica, 4Ed. Vol. I, Espaa, McGraw-Hill, 1996. 3. Ernesto Ureta Barrn., FISICOQUMICA. El equilibrio Qumico. LIMUSA.

Mx., 1971.

4. Castellan, G. W., Fisicoqumica, 2a ed. U:S:A., addison-Wesley Iberoamericana, 1987.

5. Donald T. Haynie., Biological Thermodynamics. CAMBRIDGE. U.NIVERSITY PRESS 2001.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:

1. Levine, P. W., Fisicoqumica, 3a ed. U.S.A., Adison-Wesley Iberoamericana, 1991.

2. Clyde R. Metz, Fisicoqumica, 2a Ed. Serie Schaum, Mc. Graw-Hill, 1991. 3. David W. Ball, Physical Chemistry, U.S.A., Thomson, Books/Cole, 2003.

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