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PROGRAMA DETALLADO VIGENCIA TURNO
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA 2009 DIURNO
INGENIERÍA DEL AZÚCAR SEMESTRE
ASIGNATURA 5to
FISICOQUÍMICA CÓDIGO
HORAS QUF-34213
TEORÍA PRÁCTICA LABORATORIO UNIDADES DE CRÉDITO PRELACIÓN
2 2 0 3 QUF-22013/ QUF-23025
1.- OBJETIVO GENERAL
Analizar los principios básicos de la Fisicoquímica, a fin de lograr una mejor comprensión de los fenómenos físico-químicos en el área de la Ingeniería del Azúcar
2.- SINOPSIS DE CONTENIDO:
La asignatura Físico química es de mucha importancia para el desarrollo de la carrera Ingeniería del Azúcar, pues contiene todos los principios de la física y la química
necesarias para la comprensión de los fenómenos y leyes que fundamentan la termodinámica, las funciones de la energía libre, las reacciones químicas y en general todos los
procesos teórico- prácticos que conducen al mejor desempeño y competencias técnicas del profesional en el área específica del sector Azucarero
Los contenidos que se proponen en este programa han sido organizados en ocho (8) unidades:
UNIDAD 1: Primera Ley de la termodinámica
UNIDAD 2: Segunda Ley de la Termodinámica
UNIDAD 3: Funciones de energía libre
1. UNIDAD 4: Tercera ley de termodinámica y reacciones químicas.
UNIDAD 5: Equilibrio Químico
UNIDAD 6: Termodinámica de sistemas reales
UNIDAD 7: Equilibrio de fases, Cinética química y Catálisis
UNIDAD 8: Teorías de la velocidad de reacción
2.
3.- ESTRATEGIAS METODOLÓGÍCAS GENERALES
Diálogo Didáctico Real: Actividades presénciales (comunidades de aprendizaje), tutorías y actividades electrónicas.
Diálogo Didáctico Simulado: Actividades de autogestión académica, estudio independiente y servicios de apoyo al estudiante.
ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN
La evaluación de los aprendizajes del estudiante y en consecuencia, la aprobación de la asignatura, vendrá dada por la valoración obligatoria de un conjunto de
elementos, a los cuales se les asignó un valor porcentual de la calificación final de la asignatura. Se sugieren algunos indicadores y posibles técnicas e instrumentos de
evaluación que podrá emplear el docente para tal fin.
Realización de actividades teórico-prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad (información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área profesional
Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc.
Actividades de Auto-evaluación / co-evaluación y evaluación del estudiante.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE CONTENIDO ESTRATEGIAS DE
EVALUACIÓN
BIBLIOGRAFÍA
Analizar la primera ley de
termodinámica.
3. UNIDAD 1: PRIMERA LEY DE LA
TERMODINAMICA.
4.
1.1 Fisicoquímica: definición. Termodinámica:
definición. Definiciones y terminología general
en Termodinámica.
1.2 Concepto de calor, principio del equilibrio
térmico. El Principio de conservación de la
energía. Primera Ley de la Termodinámica: DU
= Q + W.
1.3 Procesos inifinitesimales: funciones de estado,
diferenciales exactas e inexactas. Entalpía.
1.4 Capacidades caloríficas a volumen y presión
constantes. Cálculo de DU, DH, Q y W para
gases ideales a presión, volumen o temperatura
constantes o en condiciones adiabáticas. 1.5
Capacidades caloríficas y energías moleculares
(traslación, rotación y vibración molecular).
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Explicar la segunda ley de 5. UNIDAD 2: SEGUNDA LEY DE LA Realización de actividades teórico- Browm, T. Química. (2004). La
termodinámica.
TERMODINAMICA.
6.
2.1 Procesos espontáneos y no espontáneos.
Máquina térmica de Carnot. Entropía como
función de estado: definición matemática. dS =
¶ Q/T para procesos reversibles y dS > dQ/T
para procesos irreversibles.
2.2 Aumento de la entropía del universo como
criterio de espontaneidad. Enunciados de la
Segunda Ley de la Termodinámica. Entropía y
probabilidad.
2.3 Entropía como índice de agotamiento de la
capacidad de realizar trabajo. Cálculo de los
cambios de entropía en procesos reversibles e
irreversibles.
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Describir las funciones de energía
libre.
7. UNIDAD 3: FUNCIONES DE ENERGÍA
LIBRE.
8.
3.1 La función energía libre de Gibbs. G = H -
TS. Deducción a partir de dS > dQ/T.
3.2 Disminución de la energía libre como criterio
de espontaneidad a presión y temperatura
constantes.
3.3 Dependencia de la variación de energía
libre respecto de la presión y la temperatura.
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Explicar la tercera ley de
termodinámica y sus reacciones
química.
9. UNIDAD 4: TERCERA LEY DE
TERMODINÁMICA Y REACCIONES
QUÍMICAS.
10.
4.1 Entropías absolutas. La Tercera Ley de la
Termodinámica. Energía libre de formación.
Cálculo de DG° para una reacción química.
4.2 Valores de DG°, DH° y DS° en reacciones
químicas (inorgánicas, orgánicas y biológicas).
Cálculo de DG, DH y DS para reacciones
químicas.
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Analizar equilibrio químico en gases
y soluciones.
11. UNIDAD 5: EQUILIBRIO QUÍMICO.
12.
5.1 Equilibrio químico en gases y en soluciones. Cálculo de la posición de equilibrio. DG° = -RT
ln Keq.
5.2 Criterio de espontaneidad para reacciones
químicas a presión y temperatura constantes: la
isoterma de reacción de van't Hoff (DG = DG°
+ RT ln Q).
5.3 Efecto de la temperatura y la presión sobre
el equilibrio químico.
5.4 Cálculo de los parámetros termodinámicos a partir de la medida de las constantes de
equilibrio a distintas temperaturas.
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Explicar la termodinámica de sistemas
reales, en cuanto a sus magnitudes
molares parciales y potencial químico.
13. UNIDAD 6: TERMODINAMICA DE
SISTEMAS REALES.
14.
6.1 Magnitudes molares parciales. Potencial
químico. El potencial químico como una
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
medida de la tendencia al escape (o
reactividad).
6.2 Criterio general de equilibrio usando
potencial químico. Potencial químico en gases
y soluciones ideales. Ley de Raoult.
6.3 Desviaciones de los sistemas reales respecto de
la idealidad. Solubilidad de gases reales. Ley de
Henry.
6.4 Potencial químico de soluciones reales.
Actividad y coeficientes de actividad.
Interpretación física del concepto de actividad.
6.5 Fuerzas de atracción intermolecular. Actividad y estados estándar de gases, de
líquidos y sólidos y de soluciones (para el
solvente, el soluto no-iónico y el soluto iónico).
6.6 Constantes de equilibrio y de disociación
termodinámica. Análisis termodinámico de las
propiedades coligativas de soluciones.
Potencial electroquímico. Aplicaciones
biológicas.
15.
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Exponer los equilibrios de fases,
cinética química y catálisis
16. UNIDAD 7: EQUILIBRIO DE FASES,
CINETICA QUIMICA Y CATÁLISIS
17.
7.1 Condiciones de equilibrio. Diagramas de
fases. Regla de las fases. Ecuación de
Clapeyron-Clausius.
7.2 Objetivos de la cinética química. Reacciones
elementales y reacciones complejas. Orden y
molecularidad. Ecuaciones diferenciales,
expresiones integradas, t1/2 y representaciones
gráficas para cinéticas de orden cero, primer
orden, seudoprimer orden y segundo orden.
7.3 Reacciones de orden enésimo. Determinación
experimental del orden de reacción respecto de
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
cada reactivo. Aproximación de las velocidades
iniciales. Mecanismos de reacciones complejas.
Intermediarios.
7.4 Ecuaciones diferenciales: suposición del
equilibrio y aproximación del estado
estacionario. Reacciones opuestas, consecutivas
y paralelas. Reacciones en cadena: etapas de
iniciación, inhibición, ramificación y
terminación. Reacciones rápidas: métodos
experimentales para su estudio (métodos de
flujo y de flujo detenido, saltos de temperatura
y de presión).
7.5 Dependencia de la velocidad de reacción
con la temperatura: ecuación empírica de
Arrhenius. Perfil de reacción: relación entre la
cinética y la termodinámica
7.6 Catálisis: Variación de la energía de
activación. Análisis termodinámico y cinético
de la acción de los catalizadores. Catálisis
homogénea y heterogénea. Catálisis ácido-base.
Catálisis de superficie. Isoterma de adsorción
de Langmuir. Catálisis enzimática. Concepto de
paso limitante de la velocidad global de una
serie de reacciones catalizadas
18.
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
Explicar las teorías de la velocidad de
reacción.
19. UNIDAD 8: TEORÍAS DE LA VELOCIDAD
DE REACCIÓN.
20.
8.1 Teoría de las colisiones para reacciones
gaseosas bimoleculares. Frecuencia de colisión,
factor estérico y número de choques efectivos.
8.2 Concepto de factor probabilístico (P) como P
= A/Z . Sección eficaz de reacción. Teoría del
complejo activado. Entropía y entalpía de
activación.
Realización de actividades teórico-
prácticas.
Realización de actividades de campo.
Aportes de ideas a la Comunidad
(información y difusión).
Experiencias vivenciales en el área
profesional
Registros de participación.
Pruebas escritas cortas y largas,
defensas de trabajos, exposiciones,
Browm, T. Química. (2004). La
Ciencia Central. 4a edición.
México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química.
México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski.
(1999). Química General
Superior. 6ª edición. México:
Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química
8.3 Reacciones en solución: efecto del disolvente
en la constante de velocidad. Encuentros,
colisiones y el efecto celda.
8.4 Reacciones controladas por difusión:
ecuación de Smoluchowski. Reacciones
iónicas: ecuación de Bronsted-Bjerrum.
8.5 Comparación entre las constantes empíricas
de velocidad y las obtenidas con la teoría de las
colisiones (gases) del estado de transición
(gases y soluciones), y mediante la ecuación de
Smoluchowski (soluciones).
debates, etc.
Auto-evaluación / co-evaluación y
evaluación del estudiante.
Física”. Ediciones Omega S.A.
Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000)
“Fisicoquímica”. 3ª Ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997)
“Fisicoquímica”. 1ra. Edición,
CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”.
(2004) 5ª Ed., McGraw-Hill,
Madrid.
Moore, W.J. (1986)
“Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica
S.A. México.
BIBLIOGRAFÍA
Browm, T. Química. (2004). La Ciencia Central. 4a edición. México: Edit. Prentice-Hall.
Chang, R. (2002). Química. México: Mc-Graw Hill.
Masterton-Slowinsky-Stanitski. (1999). Química General Superior. 6ª edición. México: Iberoamericana S.A.
Atkins, P.W. (1999) “Química Física”. Ediciones Omega S.A. Sexta Edición.
Castellan, G.W., (2000) “Fisicoquímica”. 3ª Ed., Addison-Wesley Iberoamericana
Laidler, K.Y MEISER, J. (1997) “Fisicoquímica”. 1ra. Edición, CECSA. México
Levine, I.N., “Fisicoquímica”. (2004) 5ª Ed., McGraw-Hill, Madrid.
Moore, W.J. (1986) “Fisicoquímica Básica”. Prentice Hall, Hispanoamérica S.A. México.
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