__________________________________________________________________________________________ CURSO: 2003/04

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CURSO:
CENTRO:
ESTUDIOS:
ASIGNATURA:
CÓDIGO:
CICLO:
CURSO:
CUATRIMESTRE:
CARÁCTER:
CRÉD. TEÓ.:
CRÉD. PRÁC.:
2003/04
FAC. CC. EXPERIMENTALES
LICENCIADO EN QUÍMICAS-2000
QUIMICA FISICA
5002103
1º
2º
AN
TRONCAL
9,00
3,00
ÁREA:
QUIMICA FISICA
DEPARTAMENTO: QUIMICA FISICA, BIOQUIMICA Y QUIMICA INORGANICA
DESCRIPTORES:
TERMODINÁMICA QUÍMICA. ELECTROQUÍMICA. CINÉTICA FORMAL,
MECANISMOS Y DINÁMICA MOLECULAR DE LAS REACCIONES QUÍMICAS. CINÉTICA
ELECTROQUÍMICA.
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TEMARIO DE TEORÍA
Tema 1. Principio cero de la termodinámica. Ecuaciones de estado.
Sistemas y variables termodinámicas.
Ecuación de estado del sistema.
Equilibrio térmico: temperatura.
Ecuación de estado de un gas ideal.
Propiedades térmicas.
Mezcla de gases ideales.
Ecuaciones de estado de un gas real.
Fuerzas intermoleculares.
Teorema de los estados correspondientes.
Tema 2. Energía interna.
Primer principio de la termodinámica.
Trabajo.
Calor: capacidad calorífica.
Tema 3. Entropía.
Segundo principio de la termodinámica.
Principio de máxima entropía.
Variación de la entropía en procesos elementales.
Tercer principio de la termodinámica: cálculo de entropías absolutas.
Principio de mínima energía.
Tema 4. Termoquímica.
Calor de reacción.
Calor de formación estandar.
Ley de Hess.
Ecuación de Kirchoff.
Calor de disolución.
Tema 5. Potenciales termodinámicos.
Entalpía y sus propiedades.
Función de Helmotz y sus propiedades.
Función de Gibbs y sus propiedades.
Tema 6. Condiciones generales del equilibrio.
Equilibrio y esponteneidad.
Condiciones de equilibrio en función de las propiedades extensivas e intensivas.
Propiedades molares y molares parciales.
Ecuación de Gibbs-Duhem.
Potencial químico en gases ideales.
Potencial químico en gases reales: fugacidad.
Tema 7. Equilibrio de fases.
Regla de las fases.
Aplicación a sistemas de un componente: diagramas de fases.
Ecuación de Clausius Clapeyron.
Regla de Trouton.
Transiciones de fases de orden superior.
Tema 8. Equilibrio químico.
Energía de Gibbs y equilibrio químico.
Constante de equilibrio en gases.
Ecuación de van’t Hoff.
Principio de Le Chatelier.
Tema 9. Termoquímica.
Calor de reacción.
Calor de formación estandar.
Ley de Hess.
Ecuación de Kirchoff.
Calor de disolución.
Tema 10.Disoluciones ideales.
Disoluciones.
Escalas de concentración.
Disolución ideal: ley de Raoult.
Equilibrio líquido-vapor en disoluciones ideales: diagramas.
Disoluciones diluidas: ley de Henry.
Tema 11.Disoluciones reales.
Actividad y coeficiente de actividad.
Elección de los estados de referencia.
Funciones termodinámicas de mezcla y funciones de exceso.
Ecuaciones de Gibbs-Duhem y Duhem-Margules.
Tema 12.Propiedades coligativas de las disoluciones.
Descenso de la presión de vapor.
Elevación del punto de ebullición y descenso del punto de congelación.
Presión osmótica.
Aplicaciones: determinación de coeficientes de actividad y medida de masas moleculares.
Tema 13.Disoluciones de electrolitos
Actividad y coeficiente de actividad en electrolitos.
Coeficiente de actividad iónico medio y su determinación a partir de las propiedades coligativas.
Teoría de Debye-Huckel: Ley límite de Debye-Hückel.
Teorías para disoluciones concentradas.
Tema 14.Electroquímica de equilibrio.
Potencial electroquímico.
Potencial eléctrico de las interfases.
Tipos de electrodos.
Tema 15.Pilas electroquímicas.
Fuerza electromotriz y potenciales de elctrodos.
Dependencia de la f.e.m. con la concentración.
Potenciales de electrodo estándar.
Aplicaciones de las medidas de la f.e.m.
Tema 16.Termodinámica estadística.
Introducción.
Colectivos y postulados.
Función de partición canónica para un sistema de partículas independientes.
Tema 17.Estadística clásica y cuántica.
Estadística clásica: modelo de Maxwell-Boltzmann.
Estadísticas cuánticas: modelos de Bose-Einstein y Fermi-Dirac.
Comparación de modelos.
Tema 18.Función de partición.
Introducción.
Factorización de la función de partición translacional, rotacional, vibracional, nuclear y electrónica.
Función de partición total.
Tema 19.Cálculo de magnitudes termodinámicas.
Funciones termodinámicas en términos de funciones de partición.
Ecuación de estado.
Magnitudes termodinámicas de gases ideales.
Interpretación molecular del equilibrio químico.
Formulación estadística de la constante de equilibrio.
Tema 20.Sistemas de partículas dependientes.
Introducción.
Expresión clásica de la función de partición.
Tema 21. Cinética de las reacciones químicas.
Concepto de velocidad de reacción, constante de velocidad, ecuación de velocidad y orden de reacción.
Medida de la velocidad de una reacción.
Integración de las ecuaciones de velocidad para cinéticas sencillas.
Influencia de la temperatura en las constantes de velocidad.
Catálisis homogénea y heterogénea.
Tema 22. Teoría de las velocidades de reacción.
Teoría de colisiones de esferas rígidas para reacciones en fase gaseosa.
Superficies de energía potencial.
Teoría del complejo activado para reacciones de gas ideal.
Formulación termodinámica de la teoría del complejo activado.
TEMARIO DE PRÁCTICAS.
En esta asignatura se darán 30 horas de clase de problemas.
BIBLIOGRAFÍA.
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Levine, I.N. (1996)McGraw-Hill-Interamericana de España, Madrid(2volúmenes). Fisicoquímica.
Atkins, P.W.(1994)Oxford University Press, NewYork. Physical Chemistry. 5ªed. (Versión castellana de la
3ªed. Addison Wesley Iberoamericana, Wilmington, 1991).
Castellan, G.W. (1983) Addison-Wesley, NewYork. Physical Chemistry.(Versión castellana de la
3ªed.Addison-Wesley Interamericana, Wilmington, 1987).
Alberty, R.A. y Silbey, R.J.(1992).John Wiley and Sons, NewYork. Phisical Chemistry.
Denbigh, K.G.(1985) AC.Madrid. Equilibrio Químico.
Klotz, I. y Rosemberg, R.M.(1977). AC.Madrid. Termodinámica.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN.
Se realizará un examen parcial de la asignatura en Enero y un examen final en el mes de Junio.