Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Trabajo del Alumno/a ECTS: 99 Horas de Tutorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Lenguas de uso Castellano, Gallego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Grado RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Química Física
Áreas: Química Física
Centro Facultad de Química
Convocatoria: Primer semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
La asginatura pertenece al módulo de Química Física y está relacionada, fundamentalmente, con las asignaturas de dicho módulo y es importante para comprender los contenidos de la asignatura Cinética Química y Catálisis (2º semestre de 3er curso) y de Fisicoquímica de Materiales (1er semestre de 4º curso.
El estudio de la termodinámica estadística sirve para establecer una conexión entre la termodinámica, la espectroscopia y la mecánica cuántica. En la primera parte de la asignatura se hace una introducción a los conceptos básicos de la termodinámica estadística, se explica cómo abordar los fenómenos termodinámicos relevantes en química desde un punto de vista microscópico y cómo calcular distintas funciones termodinámicas: energía libre, entalpía, entropía, capacidad calorífica, constantes de equilibrio, etc.
En la segunda parte de la asignatura se introducen los fenómenos de transporte, partiendo de una derivación estadística de la función de distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann. Se introducen conceptos como la difusión y/o de migración de las moléculas e iones, desde un punto de vista estadístico.
El estudio del transporte de carga eléctrica en las proximidades de los electrodos completa la visión general de los sistemas electroquímicos cuyas propiedades están íntimamente relacionadas con los mecanismos de transporte estudiados.
Estos contenidos son un punto de partida para el estudio de la cinética electroquímica que los alumnos trabajarán en el siguiente cuatrimestre en la asignatura Cinética Química y Catálisis y Fisicoquímica de Materiales, donde se incluye un capítulo dedicado a la corrosión
Objetivos del aprendizaje.
- Interpretar observaciones experimentales y explicarlas en términos de las teorías que las sustentan empleando los modelos cualitativos y cuantitativos desarrollados para cada caso.
- Comprender problemas químicos y establecer la conexión entre los aspectos cuantitativos y cualitativos de los mismos.
Tema 1. Conceptos básicos de termodinámica estadística
Distribución de estados moleculares. Energía interna y Entropía. La función de partición canónica.
Tema 2. Aplicaciones de la termodinámica estadística
Funciones termodinámicas y la función de partición molecular. Energías promedio. Capacidad calorífica. Ecuaciones de estado. Constantes de equilibrio.
Tema 3. Movimiento molecular en gases
Teoría cinética de gases. Presión y velocidad molecular. Frecuencia de colisiones. Recorrido libre medio. Colisiones con paredes y superficies. Efusión de un gas.
Tema 4. Propiedades de transporte en un gas ideal
Ecuaciones fenomenológicas. Parámetros de transporte para un gas ideal: coeficiente de difusión, coeficiente de conductividad térmica y coeficiente de viscosidad.
Tema 5. Movimientos moleculares en líquidos
Conductividad en disoluciones de electrolitos. Movilidad y conductividad iónica. Interacciones iónicas. Difusión: leyes de Fick, ecuación de Einstein, ecuación de Nernst-Einstein y ecuación de Stokes-Einstein .
Tema 6. Equilibrio electroquímico
Potencial electroquímico: aplicación en la determinación de constantes de equilibrio y números de transporte. Potencial de unión líquida, utilidad del puente salino.
Prácticas de laboratorio:
Práctica 1. Transporte de calor: Determinación de la conductividad térmica de diferentes materiales.
Práctica 2. Transporte de carga en disoluciones de iones: Método conductimétrico para la determinación de la constante de ionización del ácido acético.
Práctica 3. Transporte de carga a través de la interfase electroquímica en equilibrio: Método potenciométrico para la determinación del producto de solubilidad del AgCl y de la constante de formación del ion complejo [Ag(NH3)n]+.
Bibliografía Básica (manual de referencia).
F. Rivadulla Fernández, Termodinámica estadística y fenómenos de transporte: introducción y aplicaciones en química. USC Editora. Manuales, 2017.
P. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, 8th edition; Oxford U. P., 2008
T. Engel, P. Reid, Química Física, Addison Wesley, 2006
Bibliografía Complementaria.
I. N. Levine. Physical Chemistry, 6th edition; McGraw-Hill, 2009
J. Bertrán Rusca, Javier Núñez Delgado, Química Física, Volúmenes I y II. Ariel Ciencia, 2002
COMPETENCIAS BÁSICAS Y GENERALES
CG2- Que sean capaces de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Química.
CG3 - Que puedan aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales.
CG5 - Que sean capaces de estudiar y aprender de forma autónoma, con organización de tiempo y recursos nuevos conocimientos y técnicas en cualquier disciplina científica o tecnológica.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE5 - Comprender los principios de la termodinámica y sus aplicaciones en Química.
CE14 - Ser capaz de resolver problemas cualitativos y cuantitativos según modelos previamente desarrollados.
CE20 - Ser capaz de interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su significación y de las teorías que la sustentan
CE22 - Comprender la relación entre teoría y experimentación.
CE24 - Ser capaz de comprender los aspectos cualitativos y cuantitativos de los problemas químicos.
COMPETENCIAS TRANSVERSALES
CT1 - Capacidad de análisis y síntesis.
CT2 - Capacidad de organización y planificación.
CT3 - Conocimiento de una lengua extranjera.
CT4 - Resolución de problemas.
A) Clases expositivas en grupo grande: El profesor expondrá en clase aquellos aspectos de la lección que considere fundamentales para la compresión y el desarrollo de las actividades que se propondrán. Durante las sesiones expositivas el profesor se servirá de diapositivas que sirvan de guion para seguir la programación. EN NINGÚN CASO DICHO MATERIAL DE APOYO SERÁ CONSIDERADO COMO APUNTES DE LA ASIGNATURA. En estas sesiones el profesor irá resolviendo los ejemplos más representativos de cada tema. Habitualmente estas clases seguirán los contenidos del Manual de referencia propuesto. La asistencia a estas clases no es obligatoria, aunque si recomendable y muy importante para ir adquiriendo los conocimientos de forma progresiva y para interactuar periódicamente con el profesor. La no asistencia a las clases expositivas repercute negativamente en los resultados esperados en las clases de seminario y tutorías.
B) Clases interactivas en grupo reducido: Clase teórico/práctica en la que se proponen y resuelven aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios… Se espera que el alumno participe activamente en estas clases de distintas formas: resolución de ejercicios en el aula y resolución de ejercicios propuestos por el profesor como repaso de cada tema. Las tareas que requieran su corrección por formar parte de la evaluación continua serán entregadas a través del Aula Virtual. Durante estas sesiones interactivas se podrán realizar pruebas tipo test u otro tipo de pruebas como parte de la evaluación continua de la asignatura. La asistencia a estas clases es obligatoria. El alumnado debe asistir a las clases de seminario con un libro de texto de los propuestos en esta guía docente y un ordenador por cada grupo de trabajo para poder realizar las actividades propuestas.
C) Clases prácticas de laboratorio: En estas clases el alumno adquiere las habilidades propias de un laboratorio de química y consolida los conocimientos adquiridos en las clases de teoría. Las prácticas se realizarán en grupos de 2 o 3 alumnos.
Cada grupo dispondrá de un breve manual de prácticas, que incluirá los objetivos y unas consideraciones generales de las prácticas. Cada grupo debe preparar los contenidos y metodología de las prácticas de forma detallada, utilizando la bibliografía necesaria y consultando con el profesor.
Al comenzar las sesiones en el laboratorio, el alumno deberá explicar al profesor cómo va a realizar la práctica y éste le corregirá y/o guiará para que pueda completarla con éxito. Cada alumno recogerá en el diario de laboratorio el desarrollo de la práctica y los cálculos y resultados que procedan.
Al finalizar las prácticas se entregará un informe de cada práctica, que incluirá:
• Objetivo de la práctica y breve introducción de los aspectos teóricos más relevantes.
• Metodología utilizada, con el nivel de detalle necesario para que se pueda reproducir la práctica.
• Resultados obtenidos: los alumnos presentarán los resultados de la forma que consideren más conveniente (gráficas, tablas, valores calculados, etc), para su evaluación y discusión de los resultados en comparación con los resultados de la bibliografía, cuando se necesario.
• Bibliografía utilizada
• Se podrán incluir una serie de preguntas (test, respuesta corta, etc) que deberán ser contestadas en el informe.
Al final de las prácticas se podrá realizará una prueba para comprobar el nivel de compresión alcanzado.
La asistencia a las clases de laboratorio es obligatoria. Las faltas deberán ser justificadas documentalmente, aceptándose razones de examen y de salud, así como aquellos casos contemplados en la normativa universitaria vigente. La práctica no realizada se recuperará, si es posible, de acuerdo con el profesor y dentro del horario previsto para la asignatura.
D) Tutorías de pizarra en grupo muy reducido: Para la asignatura QFIV supondrán 2 horas para cada alumno. Se propondrán actividades dirigidas, aclaración de dudas sobre la teoría o las prácticas, resolución de problemas y ejercicios, lecturas relacionadas con la asignatura, etc. El profesor podrá pedir a los alumnos que entreguen algún tipo de ejercicio o informe con anterioridad a la celebración de la tutoría. Estas entregas serán avisadas con antelación suficiente y se recogerán en el calendario de actividades de la asignatura. La asistencia a estas clases es obligatoria.
La evaluación se hará atendiendo a dos aspectos:
• Evaluación continua: 40 % (Actividades propuestas por el profesor en seminarios y tutorías 40 %; controles y test 20 % y prácticas de laboratorio 40 %)
• Examen final: 60%
Aquellos alumnos que no tengan una asistencia del 80% a las clases interactivas (seminarios y tutorías) perderán el derecho a hacer media con la evaluación continua, de modo que su nota final dependerá únicamente del examen.
La nota de evaluación continua solamente se obtendrá mediante participación activa en las actividades que configuran dicha evaluación (presentaciones en clase, resolución de problemas en clase,…), de manera que se demuestre que se han adquirido los conocimientos fijados para cada una de dichas actividades.
La NOTA FINAL (N) del alumno será la correspondiente a la ponderación de la nota de la evaluación continua (0,40 × N1) y del examen (0,60 × N2) o bien a la nota obtenida en el examen (N2), siempre aquella que resulte más favorable al alumno:
N = máx(0,40 × N1 + 0,60 × N2, N2)
El examen final incluirá cuestiones teóricas y problemas relacionados con la materia incluida en el programa de la asignatura, independientemente de si dicha materia fue trabajada en las clases expositivas, interactivas o prácticas de laboratorio. El examen será calificado sobre un total de 10 puntos.
En el examen se incluirán una serie de preguntas que involucrarán conceptos básicos que todo alumno debe manejar con soltura para superar la asignatura. El alumno debe obtener una nota mínima (5/10) en esta parte, para superar la asignatura. Si no se alcanza esa nota mínima, no se hará media con la evaluación continua y no se podrá superar la asignatura.
Evaluación de las prácticas de laboratorio:
Respuestas a las preguntas formuladas por el profesor durante las sesiones en el laboratorio.
Evaluación del informe de prácticas.
Test al final de las prácticas donde se deberá alcanzar una nota mínima para obtener el apto en prácticas.
El examen final de la asignatura incluirá cuestiones relacionadas con las prácticas.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
Evaluación de las competencias:
• Seminarios: CG2, CG3, DG5, CE5, CE14, CE15, CE20, CE22, CE23, CE24, CE25, CT1, CT2, CT3, CT4
• Prácticas de laboratorio: CG2, CG3, CE20, CE22, CT2
• Tutorías: CG2, CE5, CE15, CE25, CT2
• Examen: CG2, DG5, CE5, CE14, CE22, CE23, CE24, CT1, CT2, CT4
Alumnos repetidores
Los alumnos repetidores tendrán el mismo régimen de asistencia a las clases que los que cursan la asignatura por primera vez, con las salvedades siguientes:
A los estudiantes repetidores de una asignatura teórico-práctica que hayan aprobado las prácticas de laboratorio en una edición previa, se les conservará la calificación obtenida en este apartado durante un curso académico. En todo caso, asistirán a las restantes clases interactivas (seminarios y tutorías), en igualdad de condiciones que los restantes alumnos, para no perder el derecho a examinarse de la asignatura.
Datos importantes que el alumno debe conocer con vistas a aprobar la asignatura:
- En la resolución de ejercicios, tanto en la evaluación continua como en el examen, fallos graves en aspectos matemáticos básicos serán motivo de penalización con una reducción en la nota.
- En la resolución de ejercicios, tanto en la evaluación continua como en el examen, el no indicar las unidades que acompañan a los resultados obtenidos será motivo de penalización con una reducción en la nota.
Horas presenciales del alumno = 55 horas:
. Clases expositivas en grupo grande = 23 horas
. Clases interactivas en grupo reducido = 10 horas
. Prácticas de laboratorio = 20 horas
. Tutorías en grupo reducido = 2 horas
Horas de trabajo personal del alumno = 95 horas:
. Estudio autónomo, individual o en grupo = 46 horas
. Resolución de ejercicios y otros trabajos = 24 horas
. Preparación del trabajo de las tutorías = 10 horas
. Preparación del trabajo de laboratorio = 15 horas
• Es aconsejable asistir a las clases expositivas:
- El asistir a las explicaciones del profesor acorta el tiempo de estudio y facilita la toma de apuntes y la organización de los contenidos para la preparación del examen
- Las transparencias de la materia, disponibles para todos los alumnos a través del aula virtual, no constituyen apuntes sino una guía orientativa de los contenidos. Además, el profesor podrá explicar contenidos no recogidos explícitamente en las transparencias.
- La asistencia a clase facilita la interacción entre profesor y alumno a través de clases más participativas.
- El alumno se va familiarizando con el vocabulario específico y con las ecuaciones y ejercicios que van apareciendo en cada uno de los temas. Los alumnos que no asisten regularmente a clase presentan una mayor dificultad a la hora de entender lo que se pide en los ejercicios de los seminarios y tutorías.
• Es importante mantener el estudio de la materia “al día”.
• Una vez finalizada la lectura de un tema en el manual de referencia, es útil hacer un resumen de los puntos importantes, identificando las ecuaciones básicas que se deben recordar y asegurándose de conocer tanto su significado como las condiciones en las que se pueden aplicar.
• La resolución de problemas es fundamental para el aprendizaje de esta materia e imprescindible para la preparación del examen final. No se trata de aprender a resolver problemas de forma mecánica sino de comprender el significado de lo que se está haciendo, por qué se hace siguiendo un determinado método y su ámbito de aplicación.
• Es imprescindible la preparación de las prácticas antes de la entrada en el laboratorio. En primer lugar, se deben repasar los conceptos teóricos importantes en cada experimento y, a continuación, es necesario leer con atención el guión de la práctica, intentando entender los objetivos y el desarrollo del experimento propuesto. Cualquier duda que pudiera surgir deberá ser consultada con el profesor. Es posible que algunas prácticas se realicen antes de haber visto en clase los conceptos teóricos que requieren. En estos casos, el trabajo previo del alumno es todavía más importante.
Conocimientos previos de utilidad: Es aconsejable haber aprobado los módulos de Matemáticas, Física y Química General, así como las materias del mismo módulo.
Sarah Fiol Lopez
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881816042
- Correo electrónico
- sarah.fiol [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Jose Francisco Rivadulla Fernandez
Coordinador/a- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881815724
- Correo electrónico
- f.rivadulla [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Marta Castiñeira Reis
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Correo electrónico
- marta.castineira.reis [at] usc.es
- Categoría
- Posdoutoral Xunta
Maria Moreno Perez
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Correo electrónico
- mariamoreno.perez [at] usc.es
- Categoría
- Predoctoral_Doctorado Industrial
Marcel Santos Claro
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Correo electrónico
- marcel.santos [at] usc.es
- Categoría
- Investigador/a Distinguido/a
| Martes | |||
|---|---|---|---|
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| Miércoles | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| Jueves | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| Viernes | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| 16.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Inorgánica (1ª planta) |
| 16.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Orgánica (1ª planta) |