UNIVERSIDAD TECNOLGICA NACIONALFACULTAD CRDOBADEPARTAMENTO METALURGIA

FISICOQUIMICA METALURGICA

1. Especialidad: Ingeniera Metalrgica

2. Plan: 95 Adecuado, Ordenanza n 1058

3. Nivel: Tercer

4. Modalidad: Anual

5. Dictado: 4 horas semanales

6. rea: Tecnologas Bsicas

7. Ciclo lectivo: 2006

8. Correlatividades

8.1 Materias Correlativas para cursar:

Haber cursado: Qumica Inorgnica y Orgnica, Termodinmica Qumica.Haber aprobado: Qumica General, Anlisis Matemtico i.

8.2 Materias Correlativas para rendir:

Haber aprobado: Qumica Inorgnica y Orgnica, Termodinmica Qumica.

9. Objetivos de la asignatura:

Transferir conocimientos y experiencias para la formacin del ingeniero metalrgico con un alto compromiso social y mximo sentido de tica. Interpretar y aplicar los diagramas de energa libre de fases. Interpreta la informacin de los diagramas de equilibrio de fases binarios y

ternarios. Comprender los conceptos relacionados con el equilibrio de sistemas. Adquirir y aplicar los conocimientos sobre cintica de reaccin. Adquirir conocimientos sobre electroqumica . Conocer los principios de la catlisis y las macromolculas. Aplicar herramientas computacionales. Asistir a los grupos de investigacin del Dpto. Metalurgia. -Utilizacin de herramientas didcticas de actualidad. Comprensin y aplicacin de los conceptos en trminos de competencia en:

Formacin lgica deductivaFormacin experimental de laboratorioResolucin de problemasCapacidad para la toma de decisin

10- Metodologa de Enseanza y Evaluacin

Se centra en la participacin activa de los alumnos ya sea en forma grupal o individual, tanto durante las exposiciones tericas como las actividades prcticas. El alumno desarrolla el aprendizaje del mismo modo con que va a resolver los problemas cuando sea profesional.El docente tendr una actitud flexible para afrontar el cambio constante, para el intercambio de ideas con sus pares y los alumnos y para transferir su experiencia profesional.Las clases expositivas introducirn los conceptos de cada unidad, alentando la ejecucin de preguntas, discusiones, planteos de problemas prcticos y posibles soluciones unido a una permanente bsqueda bibliogrfica. Se emplearn recursos didcticos tales como pizarrn y tiza, transparencias, proyeccin de computadoras y videos en la medida que estuvieren disponibles.Al final de cada clase se caracterizarn los conceptos principales y se efectuar una sinopsis de los mismos.Las actividades prcticas sern de tres modalidades: ejercitacin aplicada, prcticas de laboratorio y visitas guiadas.- Las clases de ejercitacin consistirn en el planteo y modelo de resolucin de

problemas tipo por parte del docente a cargo, y el posterior desarrollo de ejercicios relacionados de dificultad creciente, guiados y asistidos por el cuerpo docente. Se seleccionarn ejercicios reales o que supongan simulaciones de problemas reales, especialmente relacionados con las ctedras del rea Tecnolgicas Generales del plan curricular.

- Las experiencias prcticas sern seleccionadas de manera de aprovechar los medios que dispone el Dpto. Metalurgia, la Facultad y laboratorios externos. Las mismas sern elegidas priorizando su aplicacin directa en las ctedras relacionadas, en los planes de investigacin que lleva el Departamento Metalurgia y en la tecnologa de aplicacin.

Las visitas a plantas industriales se efectuarn cuando su tecnologa signifique un aporte de avanzada al futuro Ingeniero Metalrgico. Algunas opciones sern : Lockeed Martin, CNEA, VWCentro Ind. Cba., CIMM; UNC; etc.

Evaluacin del proceso:Se desarrolla de manera continua y en forma paralela al proceso de enseanza-

aprendizaje. Esta modalidad permite obtener informacin valiosa tanto para el aprendizaje de los alumnos como para reorientar el trabajo docente y optimizar la prctica pedaggica.

Evaluacin de producto. Complementa a la anterior y consta de exmenes prcticos parciales, evaluacin de desempeo en las actividades prcticas y examen final.

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El alumno tiene acceso a la metodologa para la regularizacin y la aprobacin de la materia desde el inicio del curso.El que fallara o no aprobare el parcial deber recuperar el mismo, en los das y horarios planificados para tal fin. Los resultados de los parciales son analizados con los alumnos a fin de aclarar los conceptos que estuvieran incorrectos.Las exigencias requeridas para regularizar son las siguientes:

Asistencia mnima 80 % de las clases tericas. Asistencia mnima de las clases prcticas: 80 %. Tener aprobado todos los parciales que se tomaron. Tener la carpeta completa con los informes de los trabajos prcticos

realizados y la resolucin de los problemas planteados. Esta carpeta debe ser revisada y aprobada por el J.T.P.

En el examen final de la materia se exige el desarrollo de temas tericos y ejemplos prcticos para la aplicacin de los mismos.

11. Contenidos

Unidad Temtica 1: Revisin de conceptos de termodinmica

Sistemas fsico-qumicos. La ecuacin fundamental de la termodinmica. Significado fsico de la Entropa. Interpretacin estadstica de la Entropa. Energa libre de Gibs. Concepto de espontaneidad y equilibrio. Duracin: 4 Hs.

Unidad Temtica 2: Introduccin al equilibrio de fases Sustancias puras.

Potencial qumico y equilibrio de fases. La regla de las fases de Gibs. Curvas de energa libre de equilibrio de fases para sustancias puras. Sistemas de un componente. Diagrama del H2O. Diagrama del Fe. Diagrama del S. Diagrama de SiO2. Duracin: 8 Hs.

Unidad Temtica 3: Equilibrio de fases en sistemas binarios.

Estado estable de una aleacin. Energa libre de fases intermedias. Solubilidad relativa de modificaciones alotrpicas. Condiciones de inmiscibilidad de fases. Equilibrio de 3 fases en un sistema binario. Curvas de enfriamiento. Construccin de diagramas de equilibrio de fases. Sistemas isomorfos. La regla de la palanca. Descomposicin binodal. Eutcticos. Compuestos congruentes. Compuestos incongruentes. Sistemas peritcticos. Sistemas eutectoides. Sistemas peritectoides. Sistema monotctico. Microestructuras resultantes y relacin con propiedades fsicas, qumicas y mecnicas. Sistemas : Au-Cu; Ag-Cu; Al-Cu; Al-Si; Cu-Sn; Cu-Zn; Mg-Si; Pb-Sb; Ca-Mg; Fe-Ni. Duracin:16 Hs

Unidad Temtica 4: Equilibrio de fases en sistemas ternarios

Representacin grfica. Interpretacin de los diagramas de equilibrio de fases ternarios. Aplicacin de regla de las palancas. Sistemas isomorfos. Solubilidad parcial en estado slido. Compuestos intermetlicos. Eutcticos ternarios.

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Compuestos ternarios congruentes. Compuestos ternarios incongruentes. Principales diagramas de aplicacin en metalurgia. Duracin: 8 Hs

Unidad Temtica 5: Equilibrio qumico.

Conceptos de afinidad y grados de reaccin. Isoterma de reaccin. Constante de equilibrio. Energa libre tipo de reaccin. Efectos de la presin y la temperatura. Constante de equilibrio para reacciones homogneas y heterogneas. Equilibrios simultneos. Diagramas de Ellingham y Richardson. Estabilidad de los xidos. Diagramas para reacciones de nitruracin. Sistemas metal-xido. Sistemas xido-metal con fases de composicin variable. Sistemas metal-sulfuros. Desventajas de los diagramas Energa libre/Temperatura. Duracin:12 Hs.

Unidad Temtica 6: Cintica qumica

Cintica qumica homognea. Naturaleza de reactivos y productos. Velocidad de reaccin. Efecto de la temperatura. Energa de activacin. Teora cintica simple de las reacciones qumicas. Teora del complejo activado. Teora de las velocidades absolutas. Determinacin del orden de las reacciones. Reacciones consecutivas y simultneas.Cintica qumica heterognea. Naturaleza de las interfaces. Area de la interface. Capa lmite. Efecto de la velocidad de los fluidos. Efecto de la temperatura. Efecto de la concentracin. Nucleacin. Duracin: 12 Hs.

Unidad Temtica 7: Adsorcin y catlisis heterognea.

Entalpa de adsorcin. Isotermas de adsorcin. Mtodos de determinacin de rea superficial. Reacciones catalticas. Propiedades de los catalizadores. 8 Hs.

Unidad Temtica 8: Soluciones inicas Equilibrio en celdas electroqumicas

Actividad inica. Teora de Debye-Huckel. Equilibrio inico: cidos, bases y sales. Modelo deTemkin para escorias. Producto inico del agua. PH. Producto desolubilidad Ks. Hidrlisis de las sales.Pilas electrolticas. Pilas galvnicas. Pilas patrones. Anlisis volumtrico potenciomtrico. Ecuacin de Nernst. Electrodos reversibles. Electrolitos slidos. Determinacin de propiedades termodinmicas a partir de la f.e.m. Duracin:12 Hs.

Unidad Temtica 9: Cintica electroqumica. Electrlisis.

Mecanismo. Leyes de Faraday. Conceptos de conduccin de electrolitos. Nmeros de transporte. Reacciones catdica y andica. Mecanismos de polarizacin. Ecuacin deTaffel. Clculo de potenciales de electrlisis. Potencial de electrodo y potencial de contacto lquido. Potencial normal. Corrosin. Pasivacin. Electrlisis de sales fundidas. Duracin:12 Hs.

Unidad Temtica 10: Macromolculas.

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Formacin de estructuras polimricas. La conformacin fundamental : monmeros y polimeos- Resistencias de enlace. Posiciones de enlace en el monmero, funcionalidad. Mecanismos de polimerizacin. Clasificacin de los compuestos polimricos. Anlisis espectroscpicos. Masas moleculares de los polmeros. Viscosidad. Variaciones en las estructuras de los polmeros. Grados de cristalinidad. Propiedades. Efectos del tiempo y la temperatura. Adhesivos, unin por a