TERMODINAMICA - 530204
- Descripción :Asignatura teorico-practica que capacita al alumno para aplicar los principios de la Termodinamica Quimica a cambios fisicos y quimicos en sistemas cerrados. Ademas, entrega los conceptos basicos de cinetica quimica, en reacciones simples y en catalisis enzimatica. En la parte experimental, se trabaja con tecnicas basicas de trabajo en un laboratorio de Fisico-Quimica. Esta asignatura aporta de manera general a las competencias genericas y especificas del ambito cientifico de la carrera de Ingenieria Ambiental.
- Resultados aprendizaje esperados :(N-3) Aplicar los conceptos fundamentales de la termodinamica quimica, formular su vocabulario y desarrollar calculos de propiedades y funciones de estado termodinamicas, Q, W, U y H.
(N-3) Emplear la funcion de estado entropia y energia de Gibbs para realizar calculos de estas propiedades en cambios de estado y reacciones quimicas.
(N-2) Explicar los criterios de espontaneidad y equilibrio en las reacciones quimicas.
(N-4) Analizar el efecto del pH sobre los equilibrios de aminoacidos.
(N-5) Deducir leyes de velocidad de orden simple (0, 1, 2) a partir de datos experimentales.
(N-6) Evaluar constantes de velocidad, energias de activacion de reacciones simples, Vmax y KM de reacciones catalizadas por enzimas.
(N-3) Desarrollar habilidades y destrezas para estudiar experimentalmente propiedades y fenomenos fisicoquimicos, respetando la reglamentacion vigente de seguridad en el trabajo de laboratorio. - Contenidos :1.- PRIMERA UNIDAD. TERMODINAMICA, LEY CERO Y PRIMERA LEY.
Primera Ley de la Termodinamica. Capacidad calorica Cp y Cv. Entalpia. Procesos Adiabaticos. Termoquimica. Calor de reaccion a partir de energias de enlace. Dependencia de ?H con la temperatura.
2.- SEGUNDA UNIDAD. SEGUNDA Y TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA.
Segunda Ley de la Termodinamica. Definicion de entropia. Ciclo de Carnot. Desigualdad de Clausius. Tercera Ley de la Termodinamica. Entropia absoluta. Variacion de la entropia de una sustancia pura con la temperatura. Entropia y desorden. Calculo de ?S en reacciones quimicas.
3.- TERCERA UNIDAD. ESPONTANEIDAD Y EQUILIBRIO
Criterios de espontaneidad y equilibrio. Energia de Gibbs, Potencial quimico, Energia de Helmholtz (A). Ecuaciones fundamentales de la Termodinamica. Potencial quimico. Calculo ?G en las reacciones quimicas, ?G? y el estandar bioquimico. Variacion ?G con la temperatura.
4.- CUARTA UNIDAD. EQUILIBRIO QUIMICO Y EQUILIBRIO FISICO.
Equilibrio quimico. Propiedades de mezclas: ?G, ?S, ?H, ?V. Estado estandar bioquimico, ?G? y K?. Dependencia de K con la temperatura. Reacciones acopladas. Equilibrio quimico de electrolitos. Fuerza ionica y coeficientes de actividad. Influencia de ? en la solubilidad. Equilibrio acido-base. Soluciones tampon. Equilibrio de indicadores. Equilibrio de amino acidos, punto isoelectrico, especies predominantes segun pH. Equilibrio Fisico, equilibrio de fases de una sustancia pura.
5.- QUINTA UNIDAD. CINETICA QUIMICA
Conceptos de velocidad de reaccion, grado de avance, orden. Leyes cineticas: ordenes 0, 1, 2. Ecuaciones de velocidad. Reacciones reversibles, orden 1,1. Reacciones paralelas y competitivas. Teoria de colisiones. Teoria del estado de transicion. Catalisis enzimatica. Ecuacion de Michaelis-Menten, mecanismo de la reaccion y accion de inhibidores.
V.- LABORATORIOS
1. Propiedades de los gases.
2. Termoquimica.
3. Equilibrio Fisico
4. Equilibrio Quimico.
5. Cinetica quimica - Metodología :- Aprendizaje por recepcion: Clases teoricas en las que se exponen y construyen los conceptos fundamentales de la Termodinamica Quimica. Se deducen y demuestran resultados de valor formativo, se resuelven ejemplos de diferentes grados de complejidad enfatizando tanto en lo conceptual como en la operatoria, se plantean ejercicios a completar por los estudiantes, incorporando actividades basadas en metodologias activas de ense?anza aprendizaje.
- Aprendizaje Colaborativo: Clases practicas de resolucion de problemas, en las que el estudiante tambien desarrolla trabajo individual y colaborativo, en forma supervisada, mediante una guia de ejercicios entregada previamente. El estudiante complementara su estudio resolviendo listados de ejercicios recomendados para cada tema del programa.
- Aprendizaje Colaborativo: Los estudiantes trabajan en parejas, las actividades experimentales confronta al estudiante con las tecnicas de laboratorio de Fisico-Quimicas mas relevantes. Tambien se confrontan los contenidos teoricos con las evidencias experimentales.
- Autoaprendizaje: El estudiante debe resolver ejercicios individualmente y tiene el deber de consultar sus dudas con sus pares y con el profesor.
- Evaluación :Las evaluaciones se regiran de acuerdo al Reglamento de Docencia de Pregrado de la Facultad de Ciencias Quimicas. La evaluacion del curso considera tres certamenes (C1, C2, C3); notas de test de entrada al laboratorio (TE), nota al cuaderno de protocolos del laboratorio (CP) y un certamen de laboratorio (CL), todos obligatorios. La nota ponderada de la asignatura se obtiene a partir de:
Nota de Laboratorio (NL): NL = (Promedio TE x 0.5) + (CP x 0,10) + (CL x 0,4)
Nota Ponderada (NP): NP = ((C1+C2+C3)/3) x 0,85 + NL x 0,15
En caso que un estudiante obtenga una nota ponderada inferior a 4.0, podra dar una evaluacion de recuperacion que considera todos los contenidos del semestre la cual tiene una ponderacion de 40% de la nota final.
- Facultad :CIENCIAS QUIMICAS
- Departamento :FISICO QUIMICA
- Creditos :5
- Cupos :60
- Campus :CONCEPCION