Logo UAB
2023/2024

Fenòmens de Transport i Fenòmens de Superfície

Codi: 105040 Crèdits: 6
Titulació Tipus Curs Semestre
2502444 Química OB 3 1

Professor/a de contacte

Nom:
Iluminada Gallardo García
Correu electrònic:
iluminada.gallardo@uab.cat

Idiomes dels grups

Podeu accedir-hi des d'aquest enllaç. Per consultar l'idioma us caldrà introduir el CODI de l'assignatura. Tingueu en compte que la informació és provisional fins a 30 de novembre de 2023.

Equip docent

Jose Antonio Ayllon Esteve

Prerequisits

Es recomenable haver cursat "Fonaments de Química", "Química Quàntica" i "Termodinàmica i Cinètica"


Objectius

L'estudiant continua avançant en la seva formació en Química Física amb la finalitat de veure l'extensió dels coneixements que formen el contingut d'aquesta matèria, la Química Física. Després de l'aproximació microscòpica a la Química Quàntica, l’aproximació macroscòpica a la Termodinàmica i a la Cinètica (amb breus apunts microscòpics), en aquesta assignatura- com el seu títol indica- s’estudiaran els Fenòmens de Transport i Fenòmens de Superfície. Així s'explicarà  la Teoria cinètica dels gasos, els  diferents tipus de transport en dissolució (difusió, migració i convenció), l'existència d’interfases i com definir-les, i la seva aplicació a la cinètica (catàlisis heterogènia) i a l'electroquímica (doble capa). L'electroquímica que també es pot visualitzar com un fenomen de superfície serà estudiada des d'un punt de vista termodinàmic i cinètic. El curs finalitzarà amb l’estudi d’unes macromolècules: col·loides i polímers i amb aquests continguts es tanca una visió completa de la matèria Química Física.


Competències

  • "Interpretar les dades obtingudes mitjançant mesures experimentals, incloent-hi l'ús d'eines informàtiques; identificar-ne el significat i relacionar les dades amb les teories químiques, físiques o biològiques apropiades."
  • Adaptar-se a noves situacions.
  • Aplicar els coneixements químics a la resolució de problemes de naturalesa quantitativa o qualitativa en àmbits familiars i professionals.
  • Aprendre de manera autònoma.
  • Comunicar-se oralment i per escrit en la llengua pròpia.
  • Demostrar iniciativa i esperit emprenedor.
  • Demostrar motivació per la qualitat.
  • Demostrar que es comprenen els conceptes, els principis, les teories i els fets fonamentals de les diferents àrees de la química.
  • Emprar correctament la llengua anglesa en l'àmbit de la química.
  • Gestionar l'organització i la planificació de tasques.
  • Gestionar, analitzar i sintetitzar informació.
  • Mantenir un compromís ètic.
  • Mostrar sensibilitat en qüestions mediambientals.
  • Obtenir informació, incloent-hi la utilització de mitjans telemàtics.
  • Operar amb un cert grau d'autonomia i integrar-se en poc temps en l'ambient de treball.
  • Proposar idees i solucions creatives.
  • Raonar de forma crítica.
  • Reconèixer i analitzar problemes químics i plantejar respostes o treballs adequats per a resoldre'ls.
  • Resoldre problemes i prendre decisions.
  • Tenir destresa per al càlcul numèric.
  • Utilitzar la informàtica per al tractament i presentació d'informació.

Resultats d'aprenentatge

  1. Adaptar-se a noves situacions.
  2. Analitzar processos d'adsorció en superfícies i ajust amb les diferents isotermes.
  3. Aprendre de manera autònoma.
  4. Classificar i analitzar les propietats dels col·loides i les macromolècules.
  5. Comunicar-se oralment i per escrit en la llengua pròpia.
  6. Definir els col·loides i les macromolècules.
  7. Definir la química de superfícies.
  8. Demostrar iniciativa i esperit emprenedor.
  9. Demostrar motivació per la qualitat.
  10. Descriure els components de l'electroquímica.
  11. Gestionar l'organització i la planificació de tasques.
  12. Gestionar, analitzar i sintetitzar informació.
  13. Identificar els fenòmens de transport.
  14. Identificar les denominacions angleses de la variables fisicoquímiques fonamentals.
  15. Interpretar les dades referents a la tensió superficial (tensioactius), mullabilitat (angles de contacte) i detergència.
  16. Interpretar les gràfiques d'intensitat/potencial (I/E) i la seva relació amb el funcionament de les piles.
  17. Mantenir un compromís ètic.
  18. Mostrar sensibilitat en qüestions mediambientals.
  19. Obtenir informació, incloent-hi la utilització de mitjans telemàtics.
  20. Operar amb un cert grau d'autonomia i integrar-se en poc temps en l'ambient de treball.
  21. Proposar idees i solucions creatives.
  22. Raonar de forma crítica.
  23. Reconèixer i analitzar problemes relacionats amb la química de superfícies (adherència i detergència).
  24. Reconèixer, analitzar i resoldre problemes electroquímics (piles).
  25. Relacionar propietats macroscòpiques i propietats d'àtoms i molècules individuals.
  26. Resoldre problemes de forma qualitativa en fenòmens de transport, col·loides i macromolècules.
  27. Resoldre problemes de forma quantitativa en química de superfícies, cinètica química i electroquímica.
  28. Resoldre problemes i prendre decisions.
  29. Tenir destresa per al càlcul numèric.
  30. Utilitzar la informàtica per al tractament i presentació d'informació.
  31. Utilitzar les denominacions angleses dels diferents estats de la matèria i dels seus canvis.

Continguts

1. Introducció als fenòmens de transport.

TeoriaCinètica dels gasos. Flux. Efusió. Conductivitat tèrmica. Viscositat.

2. Transport en dissolució (I).

Estructura de les dissolucions: Interaccions ió-dissolvent. Solvatació. Interacció ió-ió. Model de Debye-Hückel. Coeficient d’activitat.

Transport en dissolució:difusió, migració i convecció. Lleis de Fick. Aspectes microscòpics de la difusió.

3. Transport en dissolució (II).

Conductivitat i conductivitat molar. Mobilitat iònica. Índex detransport. Equació d'Onsager. Difusió i conductivitat.

4. Fenòmens de superfície. La interfase.

Tensió superficial. Termodinàmica de superfícies. Excés superficial. La interfase electrificada: models de doble capa.

5. Fenòmens de superfície. Catàlisi heterogènia.

Catàlisi homogènia. Adsorció en superfícies: fisiadsorció i quimiadsorció. Isotermes d’adsorció. Mecanismes generals de lacatàlisi heterogènia. Característiques dels catalitzadors sòlids.

6. Equilibri electroquímic.

Potencial electroquímic. Equació de Nernst. Tipus de cel·les galvàniques. Piles amb transport. Potencial de difusió.

7. Cinètica electroquímica.

Conceptes bàsics. Cinètica dela transferència de càrrega en elselèctrodes: Equació de Butler-Volmer. Efecte detransport de matèria.

8. Macromolècules.

Col·loides.: tipus i estabilitat. Polímers: conceptes generals, caracterització  i síntesi.


Metodologia

L'adquisició dels coneixements es realitzarà mitjançant l'ús de classes teòriques i de problemes.

Classes teòriques (magistrals a pissarra amb ajuda de mitjans audiovisuals) en què s'introduiran els conceptes bàsics per poder comprendre els aspectes fonamentals i aplicats de l'assignatura.

Classes de problemes (amb més participació de l'alumnat) en què s'indicarà la metodologia per resoldre quantitativament qüestions numèriques.

El professorat haurà de destinar aproximadament uns 15 minuts d’alguna classe a permetre que el seu alumnat pugui respondre les enquestes d’avaluació de l’actuació docent i d’avaluació de l’assignatura o mòdul.

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.


Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes Teòriques 37 1,48 2, 4, 7, 10, 13, 15, 16, 25
Classes de Problemes 12 0,48 2, 14, 16, 23, 24, 26, 27, 31
Tipus: Supervisades      
Estudi. Resolució de Problemes. Lectures i Obtenció d'informació 87 3,48 1, 3, 5, 8, 9, 11, 12, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 28, 29, 30

Avaluació

Avaluació continuada

Exàmens: Al llarg del curs es realitzaran dos exàmens parcials (P1 i P2). Tots els exàmens puntuaran amb una nota entre 0 i 10.

Treball de Seguiment: Al llarg del curs es realitzaran una sèrie de proves de seguiment. El conjunt de les proves corresponen a cada parcial S1 i S2 tindrà una nota entre 0 i 10. La prova de seguiment no es repetirà per absència de l’estudiant si aquesta no està justificada documentalment de forma vàlida (volant mèdic oficial,...)

Qualificacions: Per superar l’assignatura per curs s’ha d’obtenir una nota final de curs (NFC) major o igual a 5,0 i assolir una nota major o igual a 4,0 a cadascun del exàmens parcial. Les proves de seguiment (S) tindran un pes del 40% i la nota de l’examen parcial (P) un 60%

NFC = (0,2 S1 + 0,3 P1) +  (0,2 S2 + 0,3 P2) =  0,2 (S1 + S2) + 0,3 (P1 + P2)

Alumnes que no superin l’assignatura per curs (avaluació continuada) i alumnes que vulguin millorar la nota de curs

El alumnat que no superin l’assignatura per curs, d’acord amb l’esquema d’avaluació continuada anterior o que vulguin millorar la seva qualificació podran presentar-se al dos exàmens de recuperació dels parcials P1 i P2.

Per participar a la recuperació, l’alumnat ha d’haver participat prèviament a les dues proves escrites i el 75% del treballs d’aula

Quan el estudiant es presenti a un examen de recuperació, la nota Pi serà la de l’examen de recuperació, si aquesta és major que l’obtinguda en l’examen corresponent durant el curs. Si la nota obtinguda en l’examen de recuperació és inferior a la obtinguda durant el curs, la nota Pi serà la mitjana de la nota de recuperació i de d’examen realitzat  durant el curs. Les notes de seguiment S no són recuperables.

Per superar l’assignatura amb la recuperació, el estudiant haurà de complir els mateixos requisits que per superar l’assignatura per curs.


 

Avaluació única

Exàmens: Una prova final que consistirà en un examen de tot el temari de l’assignatura a realitzar el dia en què els estudiants de l’avaluació continua fan l’examen del segon parcial, P2. El examen puntuarà amb una nota entre 0 i 10.

Qualificacions:

La qualificació de l’estudiant serà la nota d’aquesta prova. Per superar l’assignatura per curs s’ha d’obtenir una nota major o igual a 5,0.

Alumnes que no superin l’assignatura per curs.

Si la nota final no arriba a 5, l’estudiant té una altra oportunitat de superar l’assignatura mitjançant l’examen de recuperació.

La qualificació de l’estudiant serà la nota d’aquesta prova.

Per superar l’assignatura amb la recuperació, el estudiant haurà de complir els mateixos requisits que per superar l’assignatura per curs.


Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Examen Parcial 1 25% 3 0,12 2, 3, 5, 7, 8, 11, 13, 14, 15, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28, 29, 31
Examen Parcial 2 25% 3 0,12 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 16, 17, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 31
Examen Recuperació 50% 2 0,08 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 20, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 31
Treball d'aula 50% 6 0,24 1, 2, 3, 5, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31

Bibliografia

ATKINS,P.W.; DE PAULA, J. Atkins’ Physical Chemistry. 9ª ed. Oxford University Press, 2009. (Traducció espanyola de la 8ª ed., Ed. Pananmericana, 2008)

BERTRÁN, J.; NÚÑEZ, J. (coords.) Química Física , Ariel, 2002.

LEVINE, I.N. Physical Chemistry. 5ª ed.  Mc Graw Hill, 2002. (Traducció espanyola, McGraw-Hill, 2004)

 


Programari

No s'utilitza cap programari especial