Créditos ECTS Créditos ECTS: 6
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 99 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 24 Clase Interactiva: 24 Total: 150
Linguas de uso Castelán, Galego, Inglés
Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Química Física
Áreas: Química Física
Centro Facultade de Química
Convocatoria: Primeiro semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
A materia pertence ao módulo de Química Física e está fundamentalmente relacionada coas materias do devandito módulo e é importante para comprender os contidos da materia de Cinética Química e Catálise (2o cuadrimestre de 3o curso) e de Química Física dos Materiais (1o cuadrimestre de 4o curso). .
O estudo da termodinámica estatística serve para establecer unha conexión entre a termodinámica, a espectroscopia e a mecánica cuántica. Na primeira parte da materia realízase unha introdución aos conceptos básicos da termodinámica estatística, explícase como abordar os fenómenos termodinámicos relevantes en química desde o punto de vista microscópico e como calcular diferentes funcións termodinámicas: enerxía libre, entalpía, entropía, capacidade calorífica, constantes de equilibrio, etc.
Na segunda parte da materia introdúcense os fenómenos de transporte, partindo dunha derivación estatística da función de distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann. Desde o punto de vista estatístico introdúcense conceptos como a difusión e/ou migración de moléculas e ións.
O estudo do transporte de carga eléctrica nas proximidades dos electrodos completa a visión xeral dos sistemas electroquímicos cuxas propiedades están estreitamente relacionadas cos mecanismos de transporte estudados.
Estes contidos son un punto de partida para o estudo da cinética electroquímica que o alumnado traballará no cuadrimestre seguinte na materia Cinética Química e Catálise e Química Física dos Materiais, que inclúe un capítulo dedicado á corrosión.
Obxectivos de aprendizaxe.
- Interpretar observacións experimentais e explicalas en función das teorías que as sustentan utilizando os modelos cualitativos e cuantitativos elaborados para cada caso.
- Comprender problemas químicos e establecer a conexión entre os seus aspectos cuantitativos e cualitativos.
Tema 1. Conceptos básicos de termodinámica estatística
Distribución de estados moleculares. Enerxía interna e Entropía. A función de partición canónica.
Tema 2. Aplicacións da termodinámica estatística
Funcións termodinámicas e a función de partición molecular. Enerxías media. Capacidade calirífica. Ecuacións de estado. Constantes de equilibrio.
Tema 3. Movemento molecular en gases
Teoría cinética de gases. Presión e velocidade molecular. Frecuencia de colisións. Percorrido libre medio. Colisións coas paredes e superficies. Efusión dun gas.
Tema 4. Propiedades de transporte nun gas ideal
Ecuacións fenomenolóxicas. Parámetros de transporte nun gas ideal: coeficiente de difusión, coeficiente de conductividade térmica e coeficiente de viscosidade.
Tema 5. Movementos moleculares en líquidos
Condutividade en disolucións de electrólitos. Mobilidade e condutividade iónica. Interaccións iónicas. Difusión: leis de Fick, ecuación de Einstein, ecuación de Nernst-Einstein e ecuación de Stokes-Einstein.
Tema 6. Equilibrio electroquímico
Potencial electroquímico: aplicación na determinación de constantes de equilibrio e números de transporte. Potencial de unión líquida, utilidade da ponte salina.
Prácticas de laboratorio:
Práctica 1. Transporte de calor: Determinación da condutividade térmica de diferentes materiais.
Práctica 2. Transporte de carga en disolucións de ions: Método conductimétrico para a determinación da constante de ionización do ácido acético.
Práctica 3. Transporte de carga a través da interfase electroquímica en equilibrio: Método potenciométrico para a determinación do producto de solubilidade do AgCl e da constante de formación do complexo 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.
T. Engel, P. Reid, Química Física, Addison Wesley, 2006
P. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, 8th edition; Oxford U. P., 2008
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 E XERAIS
CG2 - Que sexan capaces de xuntar e interpretar datos, información e resultados relevantes, obter conclusions e emitir informes razoados en problemas científicos, tecnolóxicos ou doutros ámbitos que requiran o uso de coñecementos da Química.
CG3 - Que poidan aplicar tanto os coñecementos teórico-prácticos adquiridos coma a capacidade de análise e de abstracción na definición e plantexamento de problemas e na búsqueda de solucions tanto en contextos académicos coma profesionais.
CG5 - Que sexan capaces de estudar e aprender de xeito autónomo, coa organización do tiempo e recursos, novos coñecementos e técnicas en cualqueira disciplina científica ou tecnolóxica.
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE5 - Principios da termodinámica e aplicacións na Química.
CE14 - Resolución de problemas cualitativos y cuantitativos segundo modelos previamente desenvolvidos.
CE20 - Interpretación de datos procedentes de observacions e medidas no laboratorio en termos da sua significación e das teorías que a sustentan.
CE22 – Comprender a relación entre a teoría e a experimentación.
CE24 - Comprensión dos aspectos cualitativos e cuantitativos dos problemas químicos.
COMPETENCIAS TRANSVERSAIS
CT1 - Capacidade de análise e síntese.
CT2 - Capacidade de organización e planificación.
CT3 - Coñecemento dunha lingua estranxeira.
CT4 - Resolución de problemas.
A) Clases expositivas en grupo grande: O profesor expoñerá na clase aqueles aspectos da lección que considere fundamentais para a compresión e o desenvolvemento das actividades que se propoñerán. Nestas sesión o profesor empregará presentacións de Power Point a modo de guion para seguir a programación. Dito material non será considerado como apuntes da materia en ningún caso. Nestas sesións o profesor irá resolvendo os exemplos mais representativos de cada tema. Habitualmente estas clases guiaránse polos contidos do Manual de referencia proposto. A asistencia a estas clases non é obrigatoria aínda que si é aconsellable e moi importante para ir adquirindo os coñecementos de forma progresiva e para interactuar periódicamente co profesor. A non asistencia as clases expositivas repercute negativamente nos resultados acadados tanto nos seminarios coma nas titorías.
B) Clases interactivas en grupo reducido - Seminarios: Clase teórico/práctica na que se propoñen e resolven aplicacións da teoría, problemas, exercicios… É de esperar que o alumno participe activamente nestas clases de distinto xeito: resolución de exercicios na aula e de exercicios propostos polo profesor como repaso da materia. As tarefas que requiran corrección por formar parte da avaliación continua serán entregadas a través da Aula Virtual. Durante estas sesións interactivas poderanse realizar probas tipo test ou outro tipo de probas coma parte da evaluación continua da materia. A asistencia a estas clases é obrigatoria. O alumnado debe asistir as sesións cun libro de texto dos propostos para a materia e cun ordenador por cada grupo de traballo para poder realizar as actividades propostas.
C) Clases prácticas de laboratorio: Nestas clases o alumno adquire as competencias propias dun laboratorio de química e consolida os coñecementos adquiridos nas clases teóricas. As prácticas realizaranse en grupos de 2 ou 3 alumnos.
Cada grupo disporá dun breve manual de prácticas, que incluirá os obxectivos e consideracións xerais das prácticas. Cada grupo deberá elaborar detalladamente os contidos e a metodoloxía das prácticas, utilizando a bibliografía necesaria e consultando co profesor.
Ao comezo das sesións no laboratorio, o alumno deberá explicarlle ao profesor como vai realizar a práctica e este corrixirá e/ou orientará para que a realice con éxito. Cada alumno recollerá no diario de laboratorio o desenvolvemento da práctica e os cálculos e resultados que procedan.
Ao remate das prácticas entregarase un informe de cada práctica, que incluirá:
• Obxectivo da práctica e breve introdución dos aspectos teóricos máis relevantes.
• Metodoloxía empregada, co nivel de detalle necesario para que a práctica se reproduza.
• Resultados obtidos: o alumnado presentará os resultados da forma que considere máis conveniente (gráficos, táboas, valores calculados, etc.), para a súa avaliación e discusión dos resultados en comparación cos resultados da bibliografía, cando sexa necesario.
• Bibliografía utilizada
• Poderanse incluír unha serie de preguntas (test, resposta curta, etc.) que deberán ser contestadas na memoria.
Ao remate das prácticas poderá realizarse unha proba para comprobar o nivel de compresión acadado.
A asistencia ás clases de laboratorio é obrigatoria. As ausencias deberán acreditarse documentalmente, aceptando exames e motivos de saúde, así como aqueles supostos contemplados na normativa universitaria vixente. A práctica non realizada será recuperada, se é posible, de acordo co profesor e no tempo previsto para a materia.
D) Titorías de pizarra en grupo moi reducido: Para a materia QFIV serán dúas horas para cada alumno. Propoñeranse actividades dirixidas, aclaración de dúbidas sobre a teoría ou as prácticas, resolución de problemas e exercicios, lecturas relacionadas coa materia, etc. O profesor poderá pedir aos alumnos que entreguen algún tipo de exercicio ou informe con anterioridade a celebración da titoría. Estas entregas serán avisadas con antelación suficiente e recolleranse no calendario de actividades da materia. A asistencia a estas clases é obrigatoria.
A avaliación basearase en dous aspectos:
• Avaliación continua: 40% (Actividades propostas polo profesor en seminarios e titorías 40%; controis e probas 20% e prácticas de laboratorio 40%)
• Exame final: 60%
Aqueles alumnos que non teñan unha asistencia do 80% ás clases interactivas (seminarios e titorías) perderán o dereito a facer unha media coa avaliación continua, polo que a súa nota final dependerá unicamente do exame.
A nota da avaliación continua só se obterá mediante a participación activa nas actividades que compoñen a dita avaliación (exposicións en clase, resolución de problemas na clase,...), de forma que se demostre que os coñecementos fixados para cada unha destas actividades teñen adquirido..
A NOTA FINAL (N) do alumno será a correspondente á ponderación da nota da avaliación continua (0,40 × N1) e do exame (0,60 × N2) ou á nota obtida no exame (N2). sempre a máis favorable ao alumno:
N = máximo (0,40 × N1 + 0,60 × N2, N2)
O exame final incluirá cuestións teóricas e problemas relacionados coa materia incluída no temario do curso, independentemente de que dita materia se traballase nas clases expositivas, interactivas ou prácticas de laboratorio. O exame cualificarase cun total de 10 puntos.
O exame incluirá unha serie de preguntas que incluirán conceptos básicos que todo alumno debe manexar con facilidade para aprobar a materia. O alumno deberá obter unha nota mínima (5/10) nesta parte, para aprobar a materia. De non acadarse esta nota mínima, non se realizará a media coa avaliación continua e non se poderá superar a materia.
Avaliación das prácticas de laboratorio:
Respostas ás preguntas formuladas polo profesor durante as sesións no laboratorio.
Avaliación da memoria de prácticas.
Proba ao final das prácticas na que se debe acadar unha nota mínima para obter o aprobado nas prácticas.
O exame final da materia incluirá preguntas relacionadas coas prácticas.
Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións.
Avaliación das 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
• Titorías: CG2, CE5, CE15, CE25, CT2
• Examen: CG2, DG5, CE5, CE14, CE22, CE23, CE24, CT1, CT2, CT4
Alumnos repetidores:
Os alumnos repetidores terán o mesmo réxime de asistencia as clases que os que cursan a asignatura por primeira vez, cas salvedades seguintes:
Os estudantes repetidores dunha asignatura teórico-práctica que aprobaran as prácticas de laboratorio nunha edición previa, se lles conservará a calificación obtida neste apartado durante un máximo de dous cursos académicos. Polo tanto, non terán que realizar novamente as prácticas de laboratorio, pero asistirán as restantes clases interactivas (seminarios e titorías), en igualdad de condicións que os restantes alumnos, para non perder o dereito a examinarse da asignatura.
Datos importantes que o alumno debe coñecer con vistas a aprobar a asignatura:
- Na resolución de exercicios, tanto na avaliación continua como no exame, fallos graves en aspectos matemáticos básicos serán motivo de penalización cunha redución na nota
- Na resolución de exercicios, tanto na avaliación continua como no exame, o non indicar as unidades que acompañan aos resultados obtidos será motivo de penalización cunha redución na nota
Horas presenciais do alumno = 55 horas:
. Clases expositivas en grupo grande = 23 horas
. Clases interactivas en grupo reducido = 10 horas
. Prácticas de laboratorio = 20 horas
. Titorías en grupo reducido = 2 horas
Horas de traballo persoal do alumno = 95 horas:
. Estudio autónomo, individual ou en grupo = 46 horas
. Resolución de exercicios e outros traballos = 24 horas
. Preparación do traballo das titorías = 10 horas
. Preparación do traballo de laboratorio = 15 horas
• É aconsellable asistir ás clases expositivas:
- Asistir ás explicacións do profesor acurta o tempo de estudo e facilita a toma de apuntamentos e a organización dos contidos para a preparación do exame
- As transparencias da materia, dispoñibles para todos os alumnos a través da aula virtual, non constitúen apuntamentos senón unha guía orientativa dos contidos. Ademais, o profesor poderá explicar contidos non recollidos explicitamente nas transparencias.
- A asistencia a clase facilita a interacción entre profesor e alumno a través de clases máis participativas.
- O alumno vaise familiarizando co vocabulario específico e coas ecuacións e exercicios que van aparecendo en cada un dos temas. Os alumnos que non asisten regularmente a clase presentan unha maior dificultade á hora de entender o que se pide nos exercicios dos seminarios e titorías.
• É importante manter o estudo da materia "ao día".
• Unha vez finalizada a lectura dun tema no manual de referencia, é útil facer un resumo dos puntos importantes, identificando as ecuacións básicas que se deben recordar e asegurándose de coñecer tanto o seu significado coma as condicións nas que se poden aplicar.
• A resolución de problemas é fundamental para a aprendizaxe desta materia e imprescindible para a preparación do exame final. Non se trata de aprender a resolver problemas de forma mecánica senón de comprender o significado do que se está a facer, por que se fai seguindo un determinado método e o seu ámbito de aplicación.
• É imprescindible a preparación das prácticas antes da entrada no laboratorio. En primeiro lugar, débense repasar os conceptos teóricos importantes en cada experimento e, a continuación, é necesario ler con atención o guión da práctica, intentando entender os obxectivos e o desenvolvemento do experimento proposto. Calquera dúbida que puidese xurdir deberá ser consultada co profesor. É posible que algunhas prácticas se realicen antes de ver en clase os conceptos teóricos que requiren. Nestes casos, o traballo previo do alumno é aínda máis importante.
Coñecementos previos de utilidade: É aconsellable ter aprobado os módulos de Matemáticas, Física e Química Xeral, así como as materias do mesmo 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 Universidade
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 Universidade
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
- Predoutoral_Doutoramento 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 | Castelán | Aula Química Inorgánica (1º andar) |
| Mércores | |||
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Química Orgánica (1º andar) |
| Xoves | |||
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula Química Inorgánica (1º andar) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Química Orgánica (1º andar) |
| Venres | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula Química Orgánica (1º andar) |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLE_02 | Castelán | Aula Química Inorgánica (1º andar) |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Bioloxía (3º andar) |
| 13.01.2025 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Matemáticas (3º andar) |
| 16.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Inorgánica (1º andar) |
| 16.06.2025 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Orgánica (1º andar) |