UNIVERISDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICADEPARTAMENTO DE QUÍMICA TECNOLÓGICA

PROGRAMA SINÓPTICO Y/O CONTENIDO DE FISICOQUÍMICACÁTEDRA: FISICOQUÍMICA TEORÍASEMESTRE: JEFE DE CÁTEDRA Ó COORDINADOR: Prof. Adrián Sierra.CÓDIGO: DQ6Q03.SECCIONES: Nº 61, 62, 63.PREPARADORES: No posee la asignatura.

TEMARIO DE FISICOQUÍMICA1a.- El programa de la materia involucra el establecimiento de las relaciones de energía en transformaciones físicas, químicas y electroquímicas. Entre los tópicos del contenido de la materia se encuentran:

Tema 1: Propiedades coligativas. Concepto de solución, ley de Raoult, soluciones ideales, descenso de la presión de vapor, ecuación fundamental de la termodinámica, equilibrio dinámico de fases en soluciones homogéneas y la energía libre de Gibbs, Definición de Potencial Químico, forma analítica del potencial químico, descenso de la temperatura de congelación, ecuación de Clapeyron, ecuación de Gibbs Helmholtz, constante Crioscópica, aumento de la temperatura de ebullición, constante Ebulloscópica, Solubilidad, Ley ideal de solubilidad (ecuación de Clausius Clapeyron), presión osmótica, ósmosis, selectividad de membrana. Aplicaciones de las propiedades coligativas para determinación de pesos moleculares de solutos desconocidos, determinación de fórmulas moleculares de sustancias, y estequiométricas, etc.

Tema 2: Soluciones Electrolíticas. Propiedades coligativas para electrolitos, factor de Van`t Hoff (i), soluciones no ideales (reales), concepto de actividad y de fugacidad de soluciones, sistema racional de actividades, potencial químico en soluciones reales, coeficiente de actividad, teoría de Disociación de Arrhenius, disociación aparente y efecto coligativo. Tipos de electrolitos, Clasificación de los electrolitos, teoría de atracciones interiónicas de Debye Hückel, fortaleza iónica de soluciones, formulación de actividad de electrolitos, actividad en conjunto, actividad iónica promedio, molaridad y molalidad media, ley de Debye Hückel sobre los coeficientes de actividad – ley de coulomb, constante dieléctrica. Producto de solubilidad y constante de producto de solubilidad de sales en agua (Kps), efecto salino sobre la solubilidad, incluyendo efecto ión común.

Tema 3: Conductividad de Electrolitos. Electrólisis, conductancia electrolítica, migración iónica, movilidad de los iones en solución, celda conductimétrica, reacciones Redox, Ley de Faraday, Ley de Ohm, definiciones de: Intensidad de corriente, carga eléctrica, diferencia de potencial, faradio, coulomb, resistencia, conductancia. Resistividad

específica, conductancia específica e influencia de la concentración, constante de celda, soluciones Demales y el KCl (patrón de celda), conductancia Equivalente, influencia de la temperatura sobre la conductancia. Formulación de leyes de conductividad: ley de Kolhraush de migración independiente de los iones, conductancia iónica equivalente, conductancia limite a dilución infinita, 1) Electrolitos fuertes, Ley de la raíz de la concentración (Kolhraush), Ley Onsager, efectos de retardo de movilidad de iones: relajación de la atmosfera iónica y efecto electroforético. Conductancia y grado de disociación de electrolitos débiles según Arrhenius, y la Ley de Ostwald sobre la conductancia molar y la concentración.

Tema 4: Equilibrio de fases sólido-líquido, sistemas binarios. Definición de equilibrio verdadero, equilibrio meta-estable, estado inestable, número de componentes y de fases de un sistema, grados de libertad, principio de la regla de las fases de Willard Gibbs, métodos para determinación de equilibrio sólido líquido, análisis térmico y métodos de saturación, curvas de enfriamiento (isopletas), naturaleza de las fases sólidas que cristalizan (compuestos y soluciones sólidas, mezclas de sólidos), diagramas de equilibrio fásico a presión constante Temperatura-Composición, Principio de la Regla de la palanca. Clasificación de los sistemas sólido-líquido, sistemas con: Eutéctico Simple, Formación de compuestos de punto de fusión congruente e incongruente (reacción de transición peritécticas), sistemas con miscibilidad total en estado sólido con máximo y mínimo y tipo intermedio de diagrama, Sistemas con miscibilidad parcial en estado sólido con eutéctico y peritéctico, sistemas con diagramas compuestos.

Tema 5: Celdas Electroquímicas. Conceptos de celda (pila) y batería, reversibilidad e irreversibilidad termodinámica en celdas electroquímicas, Principio de compensación de Poggendorff (de oposición en celdas), fuerza electromotriz (fem), celdas tipo, celda tipo de Weston, trabajo eléctrico en celdas, energía libre y la reacción de celda, convención de signo de la fem, determinación de los potenciales electródicos simples (ánodo, cátodo, oxidación y reducción), electrodos tipo, electrodo tipo de Hidrógeno, electrodos de Calomel (de referencia secundario), condiciones estándar, termodinámica de los potenciales electródicos e influencia de la actividad y temperatura sobre la fem (ecuación de Nernst), utilidad de las tablas de oxidación o reducción en condición estándar, celdas galvánicas y electrolíticas, clasificación de los tipos de celdas, sin transferencia (significado de la transferencia y Potencial de unión). Celdas químicas sin transferencia, y celdas de concentración: electrolíticas y electródicas, sin transferencia. Características de las celdas y aplicaciones, determinación gráfica de potencial estándar de celda, producto de solubilidad y la fem de celda, determinación de pH, etc.

Tema 6: Equilibrio de fases líquido-líquido, sistemas ternarios. Métodos de representación gráfica y la regla de las fases, Diagrama triangular de Stokes roozeboom, propiedades del triángulo equilátero, conceptos de curva binodal, línea de reparto, punto crítico isotérmico o punto de pliegue, constante de reparto y la ley de distribución de Nernst, métodos para

determinación del punto de pliegue: Sherwood, Taransenkow y Paulsen, Alders. Solubilidad mutua de pares de líquidos, clasificación de los sistemas en equilibrio líquido-líquido, sistemas con uno, dos y tres pares de líquidos parcialmente miscibles. Introducción al proceso de extracción, extracción simple en una sola etapa, punto de mezcla completa, fase de extracto, refinado y productos extraído y refinado, alimentación. Balances de masa (global y por componentes), determinación de las cantidades mínima y máxima de solvente para la extracción.

Tema 7: Fenómenos de Superficie, tensión superficial de líquidos, tensión interfasal, tensión superficial en soluciones líquidas, método de ascenso capilar (introducción y conceptos básicos, e isoterma de Gibbs). Adsorción, conceptos de adsorbato y adsorbente (características), diferencias entre adsorción y absorción, tipos de adsorción: fisisorción y quimisorción, diagramas de energía potencial de Lennard - Jones, fuerzas de orientación e inducción en la adsorción, poros o sitios activos para la adsorción, distribución y tamaño de poros. Isotermas de adsorción, tipo I al V, isoterma de Lagmuir, equilibrio dinámico adsorción-desorción, parámetros de adsorción de Langmuir: constante equilibrio (K), cantidad máxima adsorbida en la monocapa (νM). Isoterma de Freundlinch, influencia de la distribución de poros sobre el calor de adsorción. Isoterma de Brunauer-Emmett&Teller (BET) y la fisisoción en múltiples capas, constante de saturación, etc. Determinación del área superficial de un adsorbente.

Cátedra conformada por:Profa. Auxilia MallíaProf. Adrián Sierra (Coordinador de cátedra)Prof. Jeanet FinolProfa. María C. Colmenares (Plan conjunto)