Fisicoquímica III - Ciencias Quimicas

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS
“Francisco García Salinas”
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS
Químico Farmacéutico Biólogo
JUNIO 2010
PROGRAMA : Fisicoquímica III. ( Estudio de Interfases y Sistemas Dispersos).
PROPUESTA ELABORADA POR:
M. en C. Javier Reyes Barrios
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS
“Francisco García Salinas”
Área de Ciencias de la Salud
Unidad Académica de Ciencias Químicas
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA fisicoquímica III. ( Estudio de Interfases y
Sistemas Dispersos
PRESENTACIÓN DEL PROGRAMA.
Breve descripción del programa, partes en las que se divide el programa con la
descripción de cada una de ellas. Máximo una cuartillaEl programa de la Unidad
Didáctica Integrada (UDI) de Fisicoquímica III está enfocado al Estudio de Interfases y
Sistemas Dispersos. Esta rama estudia los fenómenos que se presentan entre dos o más
fases inmisibles en contacto, en una primera parte y, con los conocimientos adquiridos,
se aborda también el estudio de los Sistemas Dispersos. Historicamente, a estos
sistemas se les conoce como Sistemas Coloidales. El curso se diseña en base al estudio
de cada una de las interfases que pueden formarse a partir de las tres fases principales:
sólido, líquido y gas. Por simplicidad se comienza con el estudio de la interfase líquidogas. En Sistemas Dispersos se estudian los fenómenos que presentan (expresados
mediante sus propiedades), naturaleza, propiedades, forma de las partículas y métodos
para medir su tamaño mediante su peso molecular.
Los contenidos que conforman el presente programa se agrupan en cinco partes
centrales.
-
Interfase Líquido-gas. Introduce al alumno a la simbología y a los fenómenos
que se presenta en esta interfase. Se definen conceptos básicos y se aclara el
concepto de tensión superficial como propiedad común de la interfase.. Se
estudian métodos para medir la tensión superficial de los líquidos.
-
Interfase Líquido-Líquido. En esta parte se estudia el fenómeno de la
humectancia o no humectancia de un líquido inmisible, arriba de otro líquido. Se
plantean ecuaciones de la energía de adherencia. También se plantea la
termodinámica de la interfsse, obteniendo los tipos de energía que se presentan
en exceso, debido al desbalanceo de las fuerzas intermoleculares en dicha
interfase
-
Interfase Sólido-Líquido y Sólido Gas. Estas interfases se presentan
conjuntamente sabiendo que son sistemas abiertos. Se obtienen ecuaciones de la
energía interfacial o de adherencia. Una parte importante es γ en soluciones.
-
En la cuarta parte, se estudia la importancia del fenómeno de Adsorción, las
leyes que rigen estos procesos y los modelos de interfases con carga eléctrica
que se presentan en la adsorción de iones.
-
En la quinta, se dedica al estudio de los sistemas dispersos o coloidales,
atendiendo a su naturaleza, propiedades, propiedades, fenómenos que presentan,
propiedades y con estas, formas de conocer el tamaño de las partículas o
moléculas que los componen.
Ubicación
Precedente, Horizontales y Consecuentes: La ubicación precedente esta con
Fiscoquímica II y Física II, , mientras que de forma horizontal se relaciona con:
Epidemiología Analítica, Bioética, Microbiología, Fisiopatología i Metabolismo. Como
materia consecuente esta farmacia Industrial II.
OBJETIVO DEL PROGRAMA.
Debe ser congruente con el plan de estudio del programa. Máximo media cuartilla
Plantear los fundamentos de los fenómenos superficiales e interfaciales para su
aplicación posterior en la estabilidad de varios sistemas dispersos biológicos y
farmacéuticos, abordando sus propiedades, características y métodos de preparación. Se
desarrollarán las ecuaciones del equilibrio sedimentación-difusión en la formación de
dispersiones, así mismo, se estudiará la estabilización electrostática coloidal de
polimerización inducida.
OBJETIVOS PARTICULARES
UNIDAD TEMÁTICA
UNIDAD I:
Interfase Líquido-gas.
UNIDAD II:
Interfase líquido-Líquido
UNIDAD III:
Interfase Sólido-Líquido
y Sólido-Gsa.
UNIDAD IV:
Adsorción.
UNIDAD V:
Sistemas Dispersos.
OBJETIVO
Descripción del carácter de la materia
Definir matemáticamente los
conceptos básicos de la energía
interfacial, desarrollar la
termodinámica y métodos para medir
γo en líquidos.
Descripción del carácter de la materia
Plantear relaciones de energía de
adherencia, y ver el efecto de los
tensoactivos o surfactantes.
Descripción del carácter de la materia
Se plantean las relaciones de energía
de adherencia describiendo el efecto
del tensoactivo y del soluto.
Descripción del carácter de la materia
Señalar la importancia del fenómeno
de Adsorción y plantear las leyes que
rigen el proceso.
Descripción del carácter de la materia
Conocer la naturaleza e importancia de
los sistemas dispersos dentro de las
ciencias farmacéuticas, fenómenos y
propiedades que presentan.
CONTENIDO POR UNIDADES TEMÁTICAS
UNIDAD I. Interfase Líquido –gas.
- 1.1. Modelo molecular de la interfase líquido-gas.
- 1.2
Definición de la tensión superficial, γo.
- 1.3
Medición de γo en líquidos.
1.3.1 Método de anillo Noüy.
1.3.2. Método de la placa de Willhelmy
1.3.3. Método de la formación de la burbuja.
1.3.4. Método de ascenso capilar.
1.3.5. Método del tensiómetro de Traube.
- 1.4. γ y Termodinámica.
1.4.1. γ y Termodinámica en sistemas unicomponentes.
1.4.1.1. Energía de Gibbs en exceso el superficie., GS.
1.4.1.2. Energía total en exceso en la superficie, ES.
1.4.1.3. Entropía de Superficie, SS.
1.4.2. γ y Termodinámica en sistemas multicomponentes.
1.4.2.1. Energía libre de Gibbs, GS.
- 1.5. Efecto de T sobre γo.
1.5.1. Ecuación semiempírica de Van del Walls y Guggenheim.
1.5.2. Ecuación de la Ley de Eötvos, Ramsay y Shields.
1.5.3. Ecuación de Katayama.
1.5.4. Ecuación empírica para el H 2 O.
EXAMEN 1: Septiembre.
UNIDAD 2. Interfase Líquido-Líquido..
2.1. Presión de repulsión de la fase inmisible, π.
2.2. Tensión interfacial, γi.
2.3. Método de ascenso capilar para determinar γi.
2.4 Energía de Adherencia del líquido, WadH.
2.5. Energía de Cohesión, Wcoh.
2.6. Consideraciones sobre los dos tipos de energía.
2.7. Extensión de un líquido sobre otro líquido.
2.8 Relación de Antonof.
UNIDAD 3. Interfase Sólido-Líquido y Sólido-Gas.
3.1. Humectancia del sólido, en base a ө, ángulo de contacto.
3.2. Sustancias Tensoactivas (o agentes de superficie activa).
3.3. Clasificación de Sustancias Tensoactivas.
3.4. γ en soluciones
3.5 Exceso de concentración superficial del soluto, Γi (isoterma de
Gibbs).
3.6. Mecanismo de la Detergencia.
EXAMEN 2: Octubre.
UNIDAD 4. Adsorción.
4.1. Naturaleza del fenómeno de la Adsorción.
4.2. Energía Isostérica (Adsorción constante).
4.3. Tipos de Adsorción.
4.4. Isotermas de Adsorción:
4.4.1. Isoterma Freudlich.
4.4.2. Isoterma Langmuir.
4.4.3. Isoterma Brunaver-Emmett-Teller(BET).
4.5. Determinación del Area superficial del Adsorbente, Σ.
4.6. Regla de Traube.
4.7. La doble capa Eléctrica.
4.7.1. Modelo Helmholtz.
4.7.2. Modelo Gouy-Chapman.
4.7.3. Modelo combinado de Stern.
4.8. Ejemplos de interfases con carga eléctrica.
EXAMEN 3: Noviembre.
UNIDAD 5. Sistemas Dispersos.
5.1. Definición.
5.2. Dispersiones más simples y su nomenclatura.
5.2. Importancia de la interfase.
5.3. Procedimientos de preparación de los Soles.
5.4. Métodos de purificación de los Soles.
5.5. Forma de las partículas.
5.6 Dimensiones y Masa.
5.7. Fenómenos que presentan los Sistemas Dispersos.
5.7.1 Físicos.
5.7.1.1. Propiedades físicas.
5.7.1.1.1. Densidad ρ, tensión superficial γ.
5.7.1.1.2. Viscosidad η.
5.7.1.1.3. Presión osmótica π (Propiedad coligativa).
5.7.2. Ópticos
5.7.2.1. Dispersión de Luz..
5.7.2.2. Ecuación de Debye.
5.7.3. Cinéticos.
5.7.3.1. Sedimentación en g.
5.7.3.2. Sedimentación en G.
5.7.3.3. Velocidad de Sedimentación μ(h) en g.
5.7.3.4. La ultracentrífuga.
5.7.3.5. Velocidad de Sedimentación μ(x) en G.
5.7.3.6. Constante de Sedimentación., S.
5.7.3.7. Número de Svedberg, Š.
5.7.3.8. Equilibrio de Sedimentación en g y G.
5.7.4. Electrocinéticos.
5.7.4.1. Electroósmoisis.
5.7.4.2. Electroforesis.
5.7.4.3. Potencial Cinético.
5.7.4.4. Potencial de Sedimentación.
EXAMEN 4 Diciembre.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 1 / 29
Tema
Integración grupal.
Información.
Presentación general sobre el curso.
Fecha:
Tiempo
estimado
20 min
50 min
20 min
10 min
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Se presentará cada alumno diciendo su nombre, lugar Pintaron, plumones de color.
de origen y algún hábito o deporte que practique
preferencias, gustos, etc.
Presentación del Docente y resumen curricular.
Se presenta el curso, dando información general sobre Entrega del programa.
los contenidos y formas de evaluación.
Formación de lista de asistentes al curso.
Observaciones:
Para la parte de integración se hacen parejas para que dialoguen y después, cada alumn@ presenta la información de su compañer@.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 2 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
1.1.
1.2.
Modelo molecular de la
interfase líquido-gas.
Definición de la tensión
superficial, γo.
.
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Registro de Lista.
Mediante preguntas directas del docente el alumno
deducirá a partir de sus respuesta, la estructura
molecular de la interfase líquido-gas.
Diagrama en Pintaron, plumones de colores.
50 min
15 min
En base al modelo anterior se define, la tensión
superficial.
10 min
Ejemplos en la naturaleza.
Observaciones:
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 3 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Medición de γo en líquidos.
1.3.1Método de anillo Noüy.
1.3.2. Método de la placa de
Willhelmy
1.3.3. Método de la formación
de la burbuja.
1.3
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
80 min
Relacionar al alumno con métodos simples para
determinar la tensión superficial en los líquidos.
Desarrollando el método de formación de la burbuja,
se obtiene una ecuación base para los siguientes
métodos.
10 min
Ejemplos.
Observaciones:
Tarea. Resolver 5 ejemplos dictados por el docente.
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de Lista.
Dibujar en su cuaderno de notas, de forma
simplificada, los dispositivos y modelos,
usados en cada método.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 4 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Pase de lista
Registro de listado.
Relacionar al alumno con métodos simples para
determinar la tensión superficial en los líquidos,
enfatizando en el método del tensiómetro de Traube
para su posterior comprobación experimental en
Laboratorio.
Pintaron, plumones de color
1.3.4. Método de ascenso capilar.
1.3.5. Método del tensiómetro
de Traube.
70 min
25 min
Ejemplos.
Observaciones:
Calculador manual, cuaderno de notas.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 5 /29
Fecha:
Tema
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Tiempo
estimado
5 min
1.4. γ y Termodinámica.
1.4.1. γ y Termodinámica en sistemas
unicomponentes.
1.4.1.1. Energía de Gibbs en
exceso el superficie., GS.
1.4.2.2. Energía total en exceso
en la superficie, ES.
85 min
10 min
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje
sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado
Deducir matemáticamente la relación que guarda
la tensión superficial con la energía en exceso de
las diferentes cantidades extensivas
Pintaron, plumones d color.
S
S
S
S
termodinámicas ( G , H , E , S )para un sistema
unicomponente.
Desarrollar y obtener las ecuaciones básicas que
relacionan γo y las cantidades extensivas
termodinámicas.
cierre
Observaciones:
Tarea: Resolver ejemplos propuestos,
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 6 /29
Fecha:
Tema
1.4.2.3. Entropía de Superficie,
SS.
1.4.3. γ y Termodinámica en
sistemas multicomponentes.
1.4.2.2. Energía libre de Gibbs,
GS.
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Tiempo
estimado
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje
sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
85 min
Deducir matemáticamente la relación que
guarda la tensión superficial con la energía en
exceso de las diferentes cantidades extensivas
termodinámicas (G, HS, ES, SS)para un sistema
unicomponente.
Pintaron, plumones de color
10 min
cierre
Observaciones: Tarea. Resolución de problemas dictados.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
Registro de listado.
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 7 /29
Tema
Efecto de T sobre γo.
1.5.1. Relación de GibbsHelmholtz aplicada a GS.
1.5.1. Ecuación semiempírica
de Van del Walls y Guggenheim.
1.5.2. Ecuación de la Ley de
Eötvos, Ramsay y Shields.
Fecha:
Tiempo
estimado
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
Registro de listado.
Pintaron, plumones de colores.
40 min
Deducir la relación de γ y G para sistemas
multicomponentes.
40 min
Ver de que manera varía la γ con la temperatura en
Cuaderno de notas, calculador manual
base a la ec. de Gibbs-Helmholts y hacer cálculos con
varias ecuaciones empíricas que dan esta variación.
15 min
Formación de equipos de cuatro alumnos.
1.5.
Observaciones: Es requisito para esta actividad traer calculadora con programa de regresión lineal y saber utilizarlo.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente: Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 8 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Pase de lista
Registro de listado.
Ver de que manera varía la γ con la temperatura y
hacer cálculos con varias ecuaciones empíricas que
dan esta variación.
Pintaron, plumones de color
95 min
Formación de equipos de cuatro alumnos y realizar
ejemplos propuestos por el docente.
Cuaderno de notas, calculadora.
10 min
Cierre.
1.5.3. Ecuación de Katayama.
1.5.4. Ecuación empírica para el
H2O
Observaciones:
Unidad Temática: 1. 1. Interfase Líquido-gas.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Definir matemáticamente los conceptos básicos de la energía interfacial, desarrollar la termodinámica y métodos para medir γo en líquidos.
Sesión Actual: 9 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Unidad Temática: 1. Interfase Líquido-gas.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Examen parcial 1.
115 min
Evaluar de forma escrita los conocimientos adquiridos
en la Unidad respectiva.
Dos hojas papel bond, lápiz, sacapuntas,
Mediante un examen escrito e individual con una parte pluma de tinta, goma borrador y calculador
de teoría y problemas.
manual con programa de regresión lineal.
La teoría equivale al mismo porcentaje de un
problema.
Observaciones:
Es requisito saber manejar todas las funciones del calculador manual y su programa de regresión lineal.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Objetivo: Plantear relaciones de energía de adherencia, y ver el efecto de los tensoactivos o surfactantes.
Sesión Actual: 10 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
Unidad Temática: 2. Interfase Líquido-Líquido.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
40 min
Conocer la naturaleza de la interfase de dos líquidos Pintaron, plumones.
inmisibles y la existencia de la energía interfacial, así
como un método para determinarla.
2.1. Presión de repulsión de
la fase inmisible, π.
2.2. Tensión interfacial, γi.
2.3. Método de ascenso
capilar para determinar γi.
Número Total de Sesiones: 29
40 min
Registro de listado.
Integración de equipos de 4 alumnos para solución de Cuaderno de notas, calculadora.
problemas de cuadernillo.
Observaciones:
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Objetivo: Plantear relaciones de energía de adherencia, y ver el efecto de los tensoactivos o surfactantes.
Sesión Actual: 11 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
2.4 Energía de Adherencia del
líquido, WadH.
2.5. Energía de Cohesión, Wcoh.
2.6. Consideraciones sobre los
dos tipos de energía.
2.7. Extensión de un líquido sobre
otro líquido.
2.8 Relación de Antonof.
70 min
Número Total de Sesiones: 29
Unidad Temática: 2. Interfase Líquido-Líquido.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Exposición oral.
Reconocer las energías de adherencia que mantiene
Pintaron, plumones de color.
unido un líquido sobre otro cuando son inmisibles y de
una manera, simple conocer la energía de atracción
intermolecular en base a la tensión superficial del
líquido.
35 min
Resolución de problemas.
Observaciones:
Tarea. Resolver 3 ejemplos de cuadernillo de problemas.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
Pasar a resolver problemas propuestos.
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Se plantean las relaciones de energía de adherencia describiendo el efecto del tensoactivo y del soluto.
Sesión Actual: 12 /29
Fecha:
Unidad Temática: 3. Interfase Sólido-Líquido y Sólido-Gas.
Tema
Tiempo
estimado
5 min
3.1. Humectancia del sólido, en
base a ө, ángulo de contacto.
3.2. Sustancias Tensoactivas (o
agentes de superficie activa).
3.3. Clasificación de Sustancias
Tensoactivas.
20 min
85 min
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Desarrollar un modelo para la energía de adherencia de
un líquido de peso molecular alto, sobre la superficie
del sólido y ver como varía el ángulo de contacto con
el mojado o no mojado del sólido.
Proyector, pintaron, plumones de colores.
Conocer sustancias que modifican el ángulo de
contacto, θ.
Exposición de equipos de cuatro alumnos.. Sustancias
tensoactivos.
Observaciones:
Tarea. Hacer una investigación documental sobre las sustancias tensoactivas o surfactantes que abarque: naturaleza, propiedades, clasificación más
reciente y nombres de los más utilizados.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Se plantean las relaciones de energía de adherencia describiendo el efecto del tensoactivo y del soluto.
Sesión Actual: 13 /29
Fecha:
Unidad Temática: 3. Interfase Sólido-Líquido y Sólido-Gas.
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
Registro de listado.
65 min
Comprender la forma en que varía γ con la
concentración del soluto en la superficie.
Se identificará como los diferentes tipos de solutos
modifican la γ.
Desarrollar la ecuación de la Isoterma de Gibbs, para
conocer la concentración superficial del soluto, Γ2.
Pintaron, proyector, plumones de colores.
40 min
Ejemplos.
3.4. γ en soluciones
3.5 Exceso de concentración
superficial del soluto, Γi (isoterma de
Gibbs).
3.3.
Mecanismo de la
Detergencia.
Observaciones:
Investigar documentalmente el proceso de la detergencia y entregar resumen de una cuartilla.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Se plantean las relaciones de energía de adherencia describiendo el efecto del tensoactivo y del soluto.
Sesión Actual: 14 /29
Fecha:
Unidad Temática: 3. Interfase Sólido-Líquido y Sólido-Gas.
Tema
Tiempo
estimado
5 min
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Examen parcial 2.
105 min
Dos hojas papel bond, lápiz, sacapuntas,
Evaluar de forma escrita los conocimientos adquiridos pluma de tinta, goma borrador y calculador
en la Unidad respectiva.
manual con programa de regresión lineal.
Mediante un examen escrito e individual con una parte
de teoría y problemas.
La teoría equivale al mismo porcentaje de un
problema.
Observaciones:
Es requisito saber manejar todas las funciones del calculador manual y su programa de regresión lineal.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Señalar la importancia del fenómeno de Adsorción y plantear las leyes que rigen el proceso.
Sesión Actual: 15 /29
Fecha:
Unidad Temática: 4. Adsorción.
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
:
5 min
Pase de lista
Registro de listado.
4.1. Naturaleza del fenómeno de
la Adsorción.
4.2.
Energía
Isostérica
(Adsorción constante).
4.3. Tipos de Adsorción.
4.4. Isotermas de Adsorción:
40 min
Describir el fenómeno de la adsorción como un
proceso más de la interfase.
Pintaron, plumones de color.
40 min
Exposición de alumnos previa investigación
Diferenciar los tipos de adsorción en base a la energía documental sobre el fenómeno de la
involucrada durante el proceso.
adsorción.
15 min
Cierre
Observaciones:
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Objetivo: Señalar la importancia del fenómeno de Adsorción y plantear las leyes que rigen el proceso.
Sesión Actual: 16 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Número Total de Sesiones: 29
Unidad Temática: 4. Adsorción.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
.
4.4.1. Isoterma Freudlich.
4.4.2. Isoterma Langmuir
Replantear leyes básicas de la isoterma de adsorción Pintaron, plumones de color.
de la fase adsorbida sobre la fase sólida., mediante los
modelos de isotermas.
Resolución de problemas con calculo de cantidad
adsorbida de la fase en la adsorción máxima.
Ejemplos.
Observaciones:
Para ejemplificar los cálculos, se toman los datos obtenidos de la práctica de laboratorio.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UNA POR CADA SESIÓN, SE AJUSTARAN SEGÚN EL SEMESTRE
UDI: Fisicoquímica II(Interfases y. Docente:
Javier Reyes Barrios
Objetivo: Señalar la importancia del fenómeno de Adsorción y plantear las leyes que rigen el proceso..
Sesión Actual: 17 /29
Fecha:
Tema
Tiempo
estimado
5 min
4.4.3.
Isoterma
Emmett-Teller(BET).
Brunaver-
4.5. Determinación del
superficial del Adsorbente, Σ.
40 min
Unidad Temática: 4. Adsorción.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
4.6. Regla de Traube.
15 min
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Replantear leyes básicas de la isoterma de adsorción
de la fase adsorbida sobre la fase sólida., mediante los Pintaron, plumones, calculadora.
modelos de isotermas.
Area
40 min
Número Total de Sesiones: 29
Conocer un procedimiento simple para determinar el
área del Adsorbente a STP en base a la cantidad de
fase adsorbida en el límite.
Ejemplos.
Observaciones:
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Objetivo: Señalar la importancia del fenómeno de Adsorción y plantear las leyes que rigen el proceso.
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Tema
4.7. La doble capa Eléctrica.
4.7.1. Modelo Helmholtz.
4.7.2. Modelo Gouy-Chapman.
4.7.3. Modelo combinado de
Stern.
4.8. Ejemplos de interfases con
carga eléctrica.
Fecha:
Tiempo
estimado
Número Total de Sesiones: 29
Unidad Temática: 4. Adsorción.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
90 min
Conocer los modelos que presenta la interfase con
Proyector cañón, pintaron, plumones.
carga eléctrica y deducir la ecuación que da la
variación del potencial con la distancia a medida que la Se forman equipos de cuatro alumnos y hacen
distancia a la interfase se aumenta.
una exposición de cada uno de los modelos.
15 min
Se presentan ejemplos de procesos que involucran una
nterfase con carga eléctrica.
Observaciones:
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
Registro de listado.
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Objetivo: Señalar la importancia del fenómeno de Adsorción y plantear las leyes que rigen el proceso.
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Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Examen parcial 3.
Número Total de Sesiones: 29
Unidad Temática: 4. Adsorción.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Dos hojas papel bond, lápiz, sacapuntas,
Evaluar de forma escrita los conocimientos adquiridos pluma de tinta, goma borrador y calculador
en la Unidad respectiva.
manual con programa de regresión lineal.
Mediante un examen escrito e individual con una parte
de teoría y problemas.
La teoría equivale al mismo porcentaje de un
problema.
Observaciones:
Es requisito saber manejar todas las funciones del calculador manual y su programa de regresión lineal.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
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Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Conocer la naturaleza e importancia de los sistemas dispersos dentro de las ciencias farmacéuticas, fenómenos y propiedades que presentan.
Sesión Actual: 20 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Definición.
5.2. Dispersiones más simples y su
nomenclatura.
5.2. Importancia de la interfase.
Relacionar al alumno con uno de los temas que tienen Pintaron, plumones de colores, cañon
aplicación en las ciencias farmacéuticas, mediante el proyector.
estudio de los sistemas dispersos, su naturaleza,
preparación, propiedades y su nombre en base a la
fases involucradas.
Exposición por equipos de cada uno de los sistemas
dispersos que que se forman por combinar dos fases de
las más simples.
Observaciones: Tarea: Investigar documentalmente los diferentes nombres y dispersiones que se forman al combinar dos fases.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
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UDI:
Objetivo:
Docente:
Sesión Actual: 21 /29
Tema
5.3. Procedimientos de preparación
de los Soles.
Número Total de Sesiones: 29
Fecha:
Tiempo
estimado
Unidad Temática: 1.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
5 min
Pase de lista
40 min
Conocer los procedimientos de preparación de los
sistemas dispersos así como los métodos de
purificación de los soles.
40 min
Ejemplos. Formación de equipos de trabajo de 4
alumnos.
5 min
Cierre.
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
5.4. Métodos de purificación de los
Soles
Observaciones:
Cuaderno de notas, calculadora.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
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Número Total de Sesiones: 29
Objetivo: Conocer la naturaleza e importancia de los sistemas dispersos dentro de las ciencias farmacéuticas, fenómenos y propiedades que presentan.
Sesión Actual: 22 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
5.5. Forma de las partículas.
Pintaron, plumones, calculadora.
5.6 Dimensiones y Masa.
50 min
A partir de la forma regular de la esfera, dicernir las
otra formas de las partículas de los sistemas dispersos
y mediante la definición de peso medio, determinar el
tamaño de estas.
55 min
ejemplos
Observaciones:
Para los ejemplos hacer equipos de 4 alumnos y resolver los problemas planteados por el docente.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
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Objetivo: Conocer la naturaleza e importancia de los sistemas dispersos dentro de las ciencias farmacéuticas, fenómenos y propiedades que presentan..
Sesión Actual: 23 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
5.7. Fenómenos que presentan los
Sistemas Dispersos.
5.7.1 Físicos.
5.7.1.1. Propiedades
físicas.
5.7.1.1.1. Densidad
ρ, tensión superficial γ.
5.7.1.1.2.
Viscosidad η.
5.7.1.1.3. Presión
osmótica π (Propiedad coligativa).
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
55 min
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Pintaron, calculadora y plumones.
Obtener ecuaciones para determinar el peso molecular
de la fase dispersa mediante las propiedades físicas de
los sistemas dispersos.
50 min
Ejemplos.
Observaciones:
Integrar equipos de trabajo de cuatro alumnos, para resolver problemas propuestos en clase.
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Fecha:
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Tema
Tiempo
estimado
5 min
5.7.2.1. Dispersión de Luz.
40 min
5.7.2.2. Ecuación de Debye.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Pase de lista
Registro de listado.
Relacionar al alumno con uno de los métodos para
medir el peso molecular de las partículas dispersas
mediante la dispersión de Luz.
Pintaron, plumones y cañón.
40 min
Calculadora.
15 min
Observaciones: Tarea. Resolver 4 ejemplos propuestos por el docente.
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Sesión Actual: 25 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
5 min
Pase de lista
Registro de listado.
50 min
Deducir la ecuación matemática para la altura de
Pintaron, calculadora, plumones de color.
sedimentación en g de las partículas de la fase dispersa
a partir del modelo de gas en un cilindro cerrado.
55 min
Ejemplo. Pase de alumnos al pintaron.
5.7.3. Cinéticos.
5.7.3.1. Sedimentación en g.
Observaciones: tarea: resolver ejemplos propuestos por el docente.
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Tema
Fecha:
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Tiempo estimado
5 min
5.7.3.3. Velocidad de
Sedimentación μ(h) en g.
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Pase de lista
Registro de listado.
Desarrollar ecuaciones de velocidad de
sedimentación en g y G para su posterior
aplicación para determinar el peso molecular
promedio de la fase dispersa.
Calculadora, pintaron, plumones.
60 min
5.7.3.4. La ultracentrífuga.
5.7.3.5. Velocidad de
Sedimentación μ(x) en G.
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje
sugeridas
(Métodos y técnicas)
45 min
Ejemplos.
Observaciones:
Un alumn@ pasará al pintaron a resolver un problema propuesto por el docente.
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Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
5.7.3.6. Constante de Sedimentación.,
S.
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
60 min
Reconocer la utilidad de la constante de sedimentación Pintaron, calculadora, plumones.
y el equilibrio de sedimentación para el cálculo del
peso molecular de la fase dispersa.
5.7.3.7. Número de Svedberg, Š.
5.7.3.8. Equilibrio de Sedimentación
en g y G.
45 min
Ejemplos.
Observaciones:
Un alumn@ pasará al pintaron a resolver un problema propuesto por el docente.
Es requisito saber manejar todas las funciones del calculador manual y su programa de regresión lineal.
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Sesión Actual: 28 /29
Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
5.7.4. Electrocinéticos.
5.7.4.1. Electroósmoisis.
5.7.4.2. Electroforesis.
5.7.4.3. Potencial Cinético.
5.7.4.4. Potencial de
Sedimentación.
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Trabajo individual.
Investigar documentalmente en que consisten cada uno
de los fenómenos electrocinéticas.
Observaciones:
Entregar en resumen en cuatro cuartillas mínimo, una investigación documental sobre los fenómenos electrocinéticas.
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Tema
Fecha:
Tiempo
estimado
5 min
Examen parcial 4.
Unidad Temática: 5. Sistemas Dispersos
Actividades de Enseñanza-Aprendizaje sugeridas
(Métodos y técnicas)
Pase de lista.
Recursos didácticos
(Medios y materiales)
Registro de listado.
Evaluar de forma escrita los conocimientos adquiridos Dos hojas papel bond, lápiz, sacapuntas,
en la Unidad respectiva.
pluma de tinta, goma borrador y calculador
Mediante un examen escrito e individual con una parte manual con programa de regresión
de teoría y problemas.
La teoría equivale al mismo porcentaje de un
problema.
Observaciones:
Es requisito saber manejar todas las funciones del calculador manual y su programa de regresión lineal.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
EXAMENES
PARTICIPACIÓN
PORTAFOLIO
ASISTENCIA
PONDERACIÓN
60
10
10
10
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
1. R. J. Barrios. Apuntes Estudio de Interfases y Sistemas Dispersos/07.
1. Keith J. Laidler, John H. Meiser., Fisicoquímica, 1a ed. PATRIA., 3a reimp.
México, 2007.
2. Gilbert W. Castellan Fisicoquímica., ed Ph, 2000.
3. Ira N. Levine. Fisicoquímica, ed. 2005.
4. Levine, P. W., Fisicoquímica, 3a ed. U.S.A., Adison-Wesley Iberoamericana,
1991.
5. Castellan, G. W., Fisicoquímica, 2a ed. U:S:A., addison-Wesley
Iberoamericana, 1987.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
1.
2.
Clyde R. Metz, Fisicoquímica, 2a Ed. Serie Schaum, Mc. Graw-Hill, 1991.
David W. Ball, Physical Chemistry, U.S.A., Thomson, Books/Cole, 2003.
Perfil del docente que impartirá las actividades académicas.
Ingeniero Químico. Orientación: Ciencias Nucleares. Maestría en Química. Tesis
en la rama de la Catálisis Heterogénea.
En el caso de actividades teórico prácticas, debe incluirse el programa de prácticas,
desglosado por sesiones, el cual deberá contener:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Nombre de la práctica
Tiempo de duración
Objetivos
Materiales y Métodos
Bibliografía
Mecanismo de evaluación
Medidas de seguridad y salud ocupacional
Disposición de desechos químicos, físicos y biológicos.