Reacciones en sólidos, superficies y catalizadores FQ 32112

UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
Facultad de Química
Químico
Materia: Reacciones en sólidos, superficies y catalizadores
Clave: F.Q-32112
Hora-semana-semestre: 4
Prerrequisitos: Haber cursado 271 créditos Créditos: 8
Objetivo (s)
Al finalizar el curso, el estudiante manejará conceptos usuales en química del estado sólido,
podrá mencionar con propiedad las técnicas modernas empleadas para investigación y
aplicación de materiales ya existentes y en aquellos llamados “nuevos materiales”, las
reacciones químicas que llevan a la síntesis y producción de algunas sustancias sólidas,
incluyendo tópicos en solución sólida, interfaciales y superficiales.
Temas Generales:
TEMAS 1. MOVIMIENTOS ATOMICOS EN SOLIDOS.
1.1 Leyes de Difusión.
1.2 Difusión y Movimiento al Azar.
1.3 Mecanismos de Difusión en Sólidos Cristalinos.
1.4 Tipos de Difusión en Sólidos.
1.5 Difusión Química o Interdifusión.
1.6 Heterodifusión.
1.7 Difusión y Conductividad en Cristales Iónicos.
1.8 Electrólitos Sólidos.
TEMA 2. TRANSFORMACIONES DE FASES EN SOLIDOS.
2.1 Diagrama de Energía Libre-Composición2.2 Tipo de Transformaciones.
2.3 Cinética de la Transición: Nucleación y Crecimiento.
2.4 Transiciones Martensíticas.
2.5 Transiciones Orden-Desorden
TEMA 3. REACCIONES EN SOLIDOS.
3.1 Reacciones Sólidos-Gas: Descomposición de precursores químicos.
3.2 Reacciones de Descomposición Térmica.
3.3 Reacciones Sólido-Sólido3.4 Formación de Espinelas.
3.5 Reacciones de Desplazamiento.
3.6 Cinética de Reacciones en Superficies Sólidas: Ejemplos.
TEMA 4. PROCESOS EN SUPERFICIES SOLIDAS.
4.1 Estructura y Crecimiento de Superficies.
4.2 Métodos Experimentales para examinar superficies.
4.3 Adsorción en Superficies. Fisisorción y Quimisorción. Isotermas de adsorción.
TEMA 5. CATALISIS.
5.1 Generalidades sobre catálisis.
5.2 Actividad catalítica en superficies.
5.3 Ejemplos de procesos Catalíticos (Hidrogenación, Oxidación, Cracking y Reformado).
TEMA 6 ELECTROQUÍMICA DE SOLIDOS.
6.1 Procesos en electródos. La doble capa en la interface. Velocidad de transferencia de
carga. Sobrepotencial.
6.2 Procesos Electroquímicos. Evolución y desposición en electrodos.
6.3 Celdas Galvánicas con Electrólitos Sólidos.
6.4 Aplicaciones Termodinámicas y Cinéticas.
6.5 Aplicaciones a la Conversión y Almacenamiento de Energía: Bombas de Calor.
1) Bibliografía:
• Julio César Bazán, Química de Sólidos, Serie Química, monografía No. 28, Secretaría
General de la Organización de los Estados Americanos, Programa Regional de
Desarrollo Científico y Tecnógico.
• P. W Atkins, Physical Chemistry, W. H. Freeman and Company, 4th Edition, New York
(1990).
• Donald R. Askeland, La Ciencia e Ingenieria de los Materiales, Grupo Editorial
Iberoamaerica, México (1987).
• N.B. Hannay, Química del Estado Sólido, Editorial Alhambra.
• Charles Kittel, Introduction to Solid State Physics, Seventh Edition, John Wiley &
Sons, New York.
Bibliografía complementaria
• William G. Moffat, George W. Pearsall, John Wulf, Estructura, Editorial LIMUSAWILEY, S.A., México.
• Lawrence H. Van Black, Materiales para Ingeniería, C.E.C.S.A.
• Lawrence E. Murr, Intefacial Phenomena in Metals and Alloys, TechBooks, AddisonWesley Publishing Co., USA.
• Richard I Masel, Principles of Adsorption and Reaction Solid Surfaces, JOHN WILEY
& SONS, INC. , USA, (1996).