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Departamento: Dpto Cs. Agua y Medio Ambiente
Nombre del curso: FISICOQUÍMICA I CON LABORATORIO
Clave: 004021
Academia a la que pertenece: Materias Básicas de Ingeniería Quimica
Requisitos: Requisito de Fisicoquimica I c/Lab: Termodinamica c/Lab y Termodinamica (Lab)
Horas Clase: 3
Créditos: 9.37
Horas Laboratorio: 0
Horas Práctica: 0
Programa educativo que la recibe: Ingeniero Químico
Plan: 2009
Fecha de revisión: Febrero 2010
Competencia a la que contribuye este curso:
Tipo de
Gestionar los procesos de transformación de la materia, apoyándose en un conjunto de normas competencia:
y procedimientos que mantengan la rentabilidad del proceso, atendiendo la visión y misión de Especifica
la empresa
Descripción:
El estudiante adquirirá conocimientos sobre las leyes que aplican a los gases reales, equilibrio líquido vapor,
propiedades de las soluciones y equilibrio entre fases que rigen a los sistemas y procesos.
Unidad de Competencia
1
Elementos de Competencia
Requerimientos de
información
Utilizar las ecuaciones de estado para la •Identificar el las ecuaciones de estado que
predicción del comportamiento de los
rigen el comportamiento de los gases reales.
gases reales en sistemas
•Validar los conceptos básicos sobre gases
termodinámicos.
ideales y reales mediante resolución de
problemas.
•Efectuar la comparación entre los
resultados generados en la aplicación de las
ecuaciones de estado de gases reales y la
ecuación de gas ideal.
GASES REALES
- Comportamiento PVT de
los gases ideales.
•Ecuaciones vinales de
estado.
•Ecuaciones de Vander
Walls.
•Ecuación de RedliehK\vong.
•Ecuaciones de Bertheloth.
•Ecuación de BWR.
•Factor de compresibilidad.
Y teorema de estados
correspondientes.
•Método pseudocrítico.
Criterios de Evaluación
Desempeños
Productos
Conocimientos
•Realiza una exposición por
equipos acerca de las aplicaciones
de las ecuaciones de estado.
•Resuelve ejercicios en clase sobre
aplicación de las ecuaciones de
estado, obteniendo propiedades
como volumen, temperatura, peso
molecular y densidad en un
sistema.
•Presentar un trabajo por escrito con la
investigación sobre el comportamiento
PVT de los gases ideales, las ecuaciones
de estado mas aplicadas, la cual
contenga las ventajas y desventajas de
cada una.
•Ejercicios resueltos relacionados con la
aplicación de las ecuaciones de estado
así como su interpretación.
•Comportamiento de gases ideales.
•Comportamiento gases reales.
•Ecuaciones de estado.
•Conceptos del comportamiento PVT
de sustancias puras, las ecuaciones
de estados más importantes,
teorema de estados
correspondientes y método
pseudocritico.
•Campos de aplicación y la
importancia de las ecuaciones de
estado.
•Solución de problemas donde se
apliquen los conceptos aprendidos
en clase
Elementos de Competencia
Requerimientos de
información
•Contextualizar el concepto de equilibrio
químico y energías de reacción.
•Aplicar las ecuaciones que determinan la
variación de la entalpia y el comportamiento
de las reacciones químicas.
PROPIEDADES
TERMODINAMICAS.
- Principios termodinámicos
de las reacciones.
•Calor de reacción a
volumen o presión constante
•Energía libre de Helmoholtz
Unidad de Competencia
2
Aplicar los principios y ecuaciones
básicas del equilibrio.
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•Energía libre de Gibbs
•Ley de Hess
•Calores de formación
•Calores de solución y
dilución
•Calor de combustión.
•Calor de neutralización de
ácidos y bases.
•Calor de formación de
iones.
•Variación del calor de
reacción con la temperatura
Ecuaciones fundamentales
de la Termodinámica
•Relaciones de Maxwell
•Fugacidad.
•Coeficiente de actividad
•Equilibrio químico y
constante de equilibrio
químico.
Criterios de Evaluación
Desempeños
Productos
Conocimientos
•Participación en discusión en clase
de las variaciones de la entalpia en la
soluciones y sobre el concepto de
equilibrio químico.
•Realización en clase de ejercicios
relacionados con los conceptos de
calores de reacción, de formación, de
solución y disolución, así como las
leyes que se aplican en el equilibrio
químico.
•Realización de prácticas de
laboratorio en los cuales el alumno
utilizará equipo y procedimientos para
determinar el calor de reacción, calor
de vaporización y calor de disolución.
•Ejercicios resueltos relacionados con calor
de reacción a volumen o presión constante,
energía libre de Helmoholtz, energía libre de
Gibbs y Ley de Hess donde el alumno pueda
interpretar adecuadamente los resultados
obtenidos.
•Ejercicios resueltos sobre el concepto de
calores de formación, calores de solución y
dilución y variación del calor de reacción con
la temperatura, en donde el alumno
identifique la diferencia entre cada una.
•Trabajos por escrito que contenga los
conceptos de relaciones de Maxwell,
fugacidad, coeficiente de actividad,
equilibrio químico y constante de equilibrio
químico.
•Reportes escritos de las prácticas 1, 2 y 3
de laboratorio en el cual el alumno concluya
de manera adecuada con los conceptos
aprendidos en clase
a) Práctica 1. Calor de reacción.
b) Práctica 2. Medida del calor de
vaporización.
c) Práctica 3. Determinación de la
temperatura crítica de disolución del sistema
Fenol-Agua.
d) Practica 4. Equilibrio Químico
•Campos de aplicación de las
ecuaciones fundamentales de
la termodinámica, en la
resolución de problemas.
•Comportamiento
termodinámico de reacciones
y soluciones.
•Práctica a nivel laboratorio
de los conceptos aprendidos.
Unidad de Competencia
3
Elementos de Competencia
Diferenciar los tipos de soluciones y sus •Identificar las propiedades coligativas de las
propiedades coligativas.
soluciones y su aplicación.
•Aplicar las ecuaciones que rigen las
propiedades coligativas en la resolución de
problemas.
•Asociar las principales propiedades de las
soluciones como son disminución de presión
vapor, de temperatura de congelación, aumento
de la temperatura de ebullición, presión
osmótica y solubilidad en ejemplos reales
relacionados con la carrera.
Requerimientos de
información
SOLUCIÓN IDEAL Y TIPO
DE SOLUCIONES
- Tipos de soluciones.
- Propiedades Coligativas
para soluciones no
electrolíticas y
electrolíticas.
•Disminución de la
presión de vapor, uso de
la Ley de Raoult.
•Ley de Dalton.
•Ley de Amagat.
•Disminución de la
temperatura de
congelación.
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•Aumento de la
temperatura de
ebullición.
•Presión osmótica.
•Solubilidad.
- Teoría de Arrhenius
Criterios de Evaluación
Desempeños
Productos
Conocimientos
•Explicación de manera oral de algún ejemplo en
el que se refleje el comportamiento de una
solución que experimenta cambios en
temperatura y concentración. en la cual el
alumno mencione las observaciones más
comunes que suelen suceder.
•Exposición por equipos de alguna de las
propiedades coligativas de las soluciones como
son disminución de presión vapor, de
temperatura de congelación, aumento de la
temperatura de ebullición, presión osmótica y
solubilidad
•Resolver en clase ejercicios relacionados con los
conceptos de propiedades coligativas de las
soluciones.
•Realización de prácticas de laboratorio en donde
se determine la variación de las propiedades
coligativas de las soluciones a diferentes
concentraciones.
•Escrito que contenga un análisis
del efecto de la temperatura y la
concentración en las soluciones y
su repercusión en la propiedad
coligativa estudiada.
•Problemas resueltos de manera
correcta relacionados con las
propiedades coligativas, así como
su interpretación.
•Reportes escritos de las prácticas
5, 6 y 7 de laboratorio en el cual
el alumno concluya de manera
adecuada con los conceptos
aprendidos en clase
a) Práctica 5. Presión vapor.
b) Práctica 6. Solubilidad.
c) Práctica 7. Propiedades
Coligativas.
•Efecto de la concentración
y temperatura en las
propiedades coligativas de
las soluciones.
•Campos de aplicación de
las propiedades coligativas.
•Comportamiento
termodinámico de
reacciones y de las
soluciones.
•Práctica a nivel laboratorio
de los conceptos
aprendidos.
Unidad de Competencia
4
Determinar el equilibrio líquido vapor
en soluciones ideales y reales.
Elementos de Competencia
Requerimientos de
información
•Identificar las composiciones en equilibrio
líquido-vapor de las soluciones ideales y reales y
el efecto de la temperatura y presión en el
desplazamiento del punto de equilibrio.
•Representar gráficamente los cambios de
estado físico y las propiedades de la soluciones
en el equilibrio.
•Aplicar los principios de equilibrio liquido-vapor
en la solución de problemas.
Soluciones ideales:
- Diagrama de fases.
•Vaporización y
evaporización.
•Punto de ebullición
normal.
- Soluciones binarias
equilibrio líquido-vapor
•Ley de Raoult.
•Regla de fases, teorema
de Duhem
•Regla de la palanca
•Diagramas Tcomposición y Pcomposición
•Mezclas Azeótropicas
•Destilación fraccionada
- Ley de Henry y
solubilidad de los gases
Soluciones reales:
- Propiedades molares
parciales en soluciones
binarias.
•Volumen parcial molar y
de mezcla.
•Densidad parcial molar
y de mezcla.
•Funciones de exceso
- Modelos
•Wilson
•NRTL
•UNIQUAC
Criterios de Evaluación
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Desempeños
Productos
Conocimientos
•Identifica los cambios de concentración que
experimenta una solución en el equilibrio
liquido-vapor considerándose variación de
temperatura y/o presión a través de
ejercicios resueltos en clase.
•Soluciona en clase problemas de equilibrio
liquido-vapor, empleándose las ecuaciones
que rigen el equilibrio entre fases.
•Realiza prácticas de laboratorio donde
determine la constante de la ley de Henry
para el oxigeno disuelto en agua y el
diagrama de fases liquidas para un sistema
de dos sustancias parcialmente miscibles.
•Problemas resueltos sobre el
equilibrio líquido-vapor en donde el
alumno aplique los conceptos vistos
en clase y agregue una interpretación
adecuada al resultado.
•Diagrama de las composiciones en
equilibrio en Excel, de soluciones
binarias en el cual incluya por lo
menos 2 parámetros y la relación
entre cada uno de ellos.
•Reportes escritos de las prácticas 8 y
9 de laboratorio en el cual el alumno
concluya de manera adecuada con los
conceptos aprendidos en clase
a) Práctica 8. Ley de Henry
b) Práctica 9. Equilibrio entre fases.
•Interpretación de un
diagrama de fases en
equilibrio para diferentes
tipos de soluciones binarias.
•Concepto de punto de
equilibrio.
•Determinación de la
composición del liquidovapor de una solución
binaria en el equilibrio.
•Aplicar los conceptos
aprendidos en clase en
forma practica en el
laboratorio.
Actitudes
•
•
•
•
•
•
•
Orden y limpieza en la presentación de los documentos.
Responsabilidad de la entrega de las asignaturas
Seguridad al presentar exposiciones
Asertividad en sus respuestas
Puntualidad a las sesiones de clases y prácticas de laboratorio
Capacidad para trabajar en equipo durante las sesiones de clase y laboratorio.
Iniciativa en la búsqueda de información
Evaluación
Criterio
Ponderación
Unidad de Competencia 1
25 %
Unidad de Competencia 2
25 %
Unidad de Competencia 3
25 %
Unidad de Competencia 4
25 %
Bibliografía Básica.
CASTELLAN, GILBERT W., FISICOQUIMICA. Edición 1. Editorial: FONDO EDUCATIVO INTERAMERICANO, 1987. 835
p.
HIMMELBLAU, DAVID M., , PRINCIPIOS BASICOS Y CALCULOS EN INGENIERIA QUIMICA. . Edición 6. Editorial:
PRENTICE HALL HISPANOAMERICANA, S. A., 1997. 728 p.
MARON, SAMUEL H., , FUNDAMENTOS DE FISICOQUIMICA. . Edición 5 . Editorial: McGrawHill, 1992. 905 p.
Bibliografía De Consulta.
FELDER RICHARD M./ ROSUSSEA RONALD W, PRINCIPIOS BASICOS DE LOS PROCESOS QUIMICOS. . Edición 1.
Editorial: MANUAL MODERNO, 1991. 605 p
HOWELL, JOHN R., , PRINCIPIOS DE TERMODINAMICA PARA INGENIEROS. Edición 1. Editorial: McGrawHill, 1990.
713 p
SMITH, J. M., , INTRODUCCION A LA TERMODINAMICA EN INGENIERIA QUIMICA. Edición 1 . Editorial: MCGRAW
HILL INTERAMERICANA DE MEXICO, 1980. 718 p
WARK, KENNETH, , TERMODINAMICA. Edición 5. Editorial: McGrawHill, 1992. 905 p.
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