Guía docente de Química Física II (2911127)

Se recomienda haber superado las asignaturas de matemáticas, física y química del módulo básico.

Principios y conceptos básicos de termodinámica. Termoquímica. Equilibrio químico. Disoluciones ideales y reales. Propiedades coligativas. Termodinámica estadística. Fenómenos de superficie.

• Comprender los conceptos básicos de la termodinámica y poder predecir la espontaneidad de un proceso químico físico.
• Caracterización de propiedades macroscópicas de los sistemas en función de propiedades atómico-moleculares.
• Comprender el concepto de equilibrio termodinámico y su aplicabilidad a equilibrios físicos y químicos.
• Comprender el origen termodinámico de la constante de equilibrio y su importancia en los estudios cuantitativos que implican a equilibrios químicos.
• Predecir la respuesta de un equilibrio químico a cambios en las condiciones del sistema.
• Conocer las propiedades físicas de las disoluciones y sus aplicaciones.
• Aplicación de los conocimientos generales básicos al planteamiento y resolución de cuestiones y problemas.
• Capacidad para relacionar información experimental con teorías y modelos.
• Capacidad de elaboración de gráficas a partir de una colección de datos y análisis e interpretación de los resultados de acuerdo a modelos adecuados.

• Tema 1. El Primer Principio.

- Introducción. Definiciones de conceptos básicos.

- Trabajo. Procesos reversibles e irreversibles.

- Calor. Capacidad calorífica.

- El Primer Principio de la Termodinámica.

• Tema 2. El Segundo Principio.

- Introducción: El problema fundamental de la Termodinámica.

- El Segundo Principio. Propiedades de la entropía. Representaciones entrópica y entálpica.

- Condición de equilibrio térmico. Condición de equilibrio mecánico.

• Tema 3. Funciones Auxiliares.

- Introducción.

- Replanteamiento de la ecuación fundamental. Transformada de Legendre.

- Función, potencial o energía de Helmholtz.

- Función Entalpía.

- Energía de Gibbs.

- Replanteamiento del criterio general de equilibrio.

- Procesos a T y V constantes.

- Procesos a T y p constantes.

- Relaciones de Maxwell.

• Tema 4. Sistemas de Composición Variable.

- Introducción.

- El potencial químico.

- La condición de equilibrio con respecto al flujo de materia.

- La condición general de equilibrio químico.

- El Teorema de Euler.

- La ecuación de Gibbs-Duhem.

- Magnitudes molares. Magnitudes molares parciales.

- Algunas ecuaciones útiles.

• Tema 5. Equilibrio Químico en Gases Ideales.

- Efecto de la presión y la composición sobre el potencial químico.

- La constante de equilibrio.

- El efecto de T sobre la constante de equilibrio.

- Otras formas de la constante de equilibrio.

- Equilibrio químico entre gases ideales, sólidos y líquidos.

- El Tercer Principio de la Termodinámica.

- Entropías Absolutas.

- Magnitudes termodinámicas de formación estándar.

• Tema 6. Gases Reales

- Introducción.

- Comportamiento pVT en gases reales.

- Ecuaciones de estado para gases reales. Ecuación de van der Waals.

- Ley de los Estados Correspondientes.

- Fugacidad.

- Equilibrio químico en gases reales.

- Cálculo de coeficientes de fugacidad.

• Tema 7. Cambios de Fase.

- Introducción. Algunas definiciones.

- La regla de las fases.

- La ecuación de Clapeyron.

- La ecuación de Clausius-Clapeyron.

- Transiciones de primer orden y transiciones lambda.

• Tema 8. Mezclas Líquidas y Disoluciones.

- Introducción.

- El equilibrio líquido-vapor en mezclas líquidas.

- La mezcla líquida ideal.

- La disolución diluída ideal.

- Propiedades coligativas.

- Mezclas y disoluciones reales.

- Equilibrio químico en disolución.

• Tema 9. Termodinámica Estadística.

- Introducción.

- Número de microestados de un sistema.

- La ecuación de Boltzmann.

- La ley de distribución de Boltzmann.

- Propiedades de la función de partición.

- Gas ideal poliatómico.

• Tema 10. Superficies.

- Introducción: Tensión superficial.

- Adsorción: Isotermas.

Seminarios/Talleres:

• Aplicación de los conceptos desarrollados en las clases de teoría a sistemas sencillos, así como demostración y justificación de alguno de aquellos conceptos.
• Planteamiento y respuestas razonadas a cuestiones conceptuales relacionadas con los contenidos de las clases de teoría.
• Resolución de problemas numéricos.

Prácticas de Laboratorio:

• Práctica 1: Medida del calor de una reacción de neutralización.
• Práctica 2: Medida de la entalpía de vaporización de la acetona.
• Práctica 3: Medida de una propiedad coligativa.

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL DE TEORÍA:

Atkins. De Paula. Química Física. 8ª Edición. Editorial Médica Panamericana. 2008.

I.N. Levine. Química Física. 5ª Edición. Editorial McGraw Hill. 2004.

T. Engel y P. Reid. Química Física. 1ª Edición. Editorial Pearson Educación. 2006.

P. A. Rock. Termodinámica Química. Editorial Vicens-Vives, 1989.

H. B. Callen. Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1985.

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL DE PROBLEMAS:

I.N. Levine. Problemas de Fisicoquímica. 5ª Edición. Editorial McGraw Hill. 2005.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA DE TEORÍA:

M. Díaz Peña. Termodinámica estadística. Editorial Alhambra.1979.

K. Denbigh. Principios del equilibrio químico.

S. Glassstone. Termodinámica para químicos.

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA DE PROBLEMAS:

J.A. Rodríguez Renuncio, J.J. Ruiz Sánchez y J.S. Urieta Navarro. Problemas resueltos de Termodinámica química. Editorial Síntesis. 1999.

• LIBROS DISPONIBLES EN LÍNEA EN LA BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD DE GRANADA.

https://biblioteca.ugr.es/pages/biblioteca_electronica/vpn/%2

• LIBROS DISPONIBLES EN LA EDITORIAL MÉDICA PANAMERICANA: ATKINS DE QUÍMICA FÍSICA, por ejemplo.

http://www.ingebook.com/ib/NPcd/IB_Registro

https://www.medicapanamericana.com/es/eureka-covid1

http://www.sciencedirect.com/science/book/9780125309905

• MD01. Lección magistral/expositiva. 
• MD02. Resolución de problemas y estudios de casos prácticos. 
• MD03. Prácticas de laboratorio. 
• MD06. Seminarios. 
• MD08. Realización de trabajos en grupo. 
• MD09. Realización de trabajos individuales. 

La nota final resultará de la siguiente ponderación:

• Examen*: 60 %
• Seminarios/Talleres: 20 %
• Prácticas de Laboratorio: 20%. Este porcentaje corresponderá a la calificación de una prueba escrita sobre el temario práctico donde se evaluará el grado de comprensión de los experimentos realizados y se pondrá a prueba la capacidad de razonamiento crítico del alumnado. La realización de las prácticas de laboratorio será considerada absolutamente obligatoria.

* Habrá un examen de toda la materia, dividido en dos partes: teoría y problemas. La nota media de esas dos partes constituirá el 60% del total de la calificación.

En este examen escrito se deberá obtener una calificación final mínima de 5 sobre 10 para aprobar la asignatura. Si se supera este umbral la calificación final de la asignatura será la media ponderada de las notas obtenidas en el examen (60%), los seminarios (20%) y las prácticas de laboratorio (20%). En caso de que no se iguale o supere el umbral mínimo señalado, la asignatura estará suspensa y la calificación final será la media ponderada de las actividades hasta un máximo de 4 puntos sobre 10.

Consistirá en un examen único de toda la materia que constará de dos partes diferenciadas: una parte de teoría y problemas y otra parte consistente en una prueba escrita sobre las prácticas de laboratorio realizadas, cada una de las cuales constituirá un 85% y 15% de la calificación final, respectivamente.

Los alumnos que se acojan a la evaluación única final realizarán un examen final como única evaluación que constará de dos partes diferenciadas: una de teoría y problemas que constituirá el 85% de la calificación final, y otra parte relativa a prácticas de laboratorio que representará el 15% de la calificación final.

Esta disposición puede consultarse en la “Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada”, aprobada por Consejo de Gobierno en su sesión extraordinaria de 20 de mayo de 2013 y modificada el 9 de noviembre de 2016.