Guía docente de Termodinámica y Cinética Química (2511117)

Poseer una formación básica suficiente en Matemáticas, Física, Química e Informática propia de un Bachillerato

• Principios de la Termodinámica.
• Termoquímica. Espontaneidad y equilibrio.
• Equilibrios de fases. Mezclas y disoluciones.
• Termodinámica de las reacciones químicas. Equilibrios químicos.
• Termodinámica de superficies.
• Estudio cinético de las reacciones químicas.Ecuaciones de velocidad.
• Mecanismos de reacción y reacciones complejas. Cinética química molecular.
• Catálisis homogénea y heterogénea. Introducción a la catálisis enzimática.

• Describir correctamente con palabras y con fórmulas matemáticas las leyes de la energética de las reacciones químicas.
• Describir cualitativa y cuantitativamente los cambios en las propiedades coligativas de un disolvente por la adición de un soluto.
• Entender la termodinámica de los cambios de estado de las sustancias químicas.
• Conocer el Primer y Segundo Principio de la termodinámica y su relación con la espontaneidad de las reacciones químicas.
• Comprender el concepto de potencial químico y predecir correctamente la espontaneidad de una reacción en base a sus magnitudes termodinámicas en condiciones estándar y no estándar.
• Conocer el concepto de estado de equilibrio químico, constantes de equilibrio y los factores que lo modifican.
• Conocer qué es un sistema disperso y tipos. Comprender los fenómenos moleculares que tienen lugar en superficies desde el punto de vista químico-físico.
• Conocer el concepto de velocidad de reacción, orden de reacción, molecularidad y factores que intervienen en la velocidad de una reacción química.
• Conocer los métodos experimentales más importantes para la determinación de la velocidad de las reacciones químicas.
• Saber expresar y utilizar correctamente las ecuaciones de velocidad de una reacción química.
• Describir bien los factores que afectan a la velocidad de reacción y saber predecir sus efectos.
• Comprender los mecanismos básicos de la catálisis química y enzimática.

(Competencias:CT1, CT2, CT3, CT4,CT9, E1, E5)

TEMA 1. PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA I

• Introducción. Conceptos básicos Energía interna, trabajo y calor
• Primer principio de la termodinámica Entalpía y capacidad calorífica
• Cambios en la energía interna y la entalpía de un sistema. Estados estándar. Termoquímica. Entalpías de reacción, de combustión y de formación.
• Determinación experimental de los calores de reacción. Calorimetría.

TEMA 2. PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA II

• El segundo principio de la termodinámica. La entropía Cambios de entropía
• Tercer Principio de la Termodinámica. Entropías estándar
• Condiciones para el equilibrio y la espontaneidad. La energía de Gibbs

TEMA 3. EQUILIBRIOS DE FASES Y DISOLUCIONES

• Cambios de fase. Diagramas de fase. Mezclas. El potencial químico
• Disoluciones ideales y reales. Propiedades coligativas Ósmosis. Disoluciones de macromoléculas.
• Disoluciones iónicas

TEMA 4. EQUILIBRIO QUÍMICO

• Sistemas de composición variable.
• Espontaneidad de las reacciones y equilibrio químico.
• Energías de Gibbs estándar de reacción. La constante de equilibrio. Respuesta del equilibrio químico a los cambios de condiciones. Equilibrios iónicos. Transporte de iones a través de membranas

TEMA 5. QUÍMICA FÍSICA DE SUPERFICIES

• La interfase. Termodinámica de superficies
• Coloides, geles, micelas.

TEMA 6. CINÉTICA QUÍMICA ELEMENTAL

• Introducción a la cinética química Velocidad de reacción
• Métodos experimentales para la determinación de las ecuaciones cinéticas Ecuaciones de velocidad
• Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas

TEMA 7. MECANISMOS DE REACCIÓN

• Mecanismos de reacción. Reacciones complejas.
• Teoría del estado de transición

TEMA 8. CATÁLISIS

• Mecanismo general de la catálisis.
• Adsorción. Catálisis homogénea y heterogénea
• Introducción a la catálisis enzimática.

El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.

(Competencias CT9, CT3, CE1, CE5)

PRÁCTICA 1: DETERMINACIÓN DE LA ENTALPÍA DE LA REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN POR CALORIMETRÍA ADIABÁTICA.

PRÁCTICA 2: DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR POR MEDIDAS DE CRIOSCOPÍA

PRÁCTICA 3: CINÉTICA DE INVERSIÓN DE LA SACAROSA

PRÁCTICA 4: DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Y EL FACTOR DE FRECUENCIA DE UNA REACCIÓN POR MEDIDAS DE CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA.

• “Química Física” (8º Ed.) Atkins P.W. & de Paula J. Ed. Panamericana (2008).
• “Fisicoquímica” (5ª Ed.) Levine, I.N. Mc Graw-­Hill (2004).
• “Principles and Problems in Physical Chemistry for Biochemists” 3rd Ed. Price, Dwek, Ratcliffeand Wormald. Oxford (2005)
• “Physical Chemistry for Biological Sciences” Gordon G. Hammes. Wiley (2007)
• “Physical Chemistry for the Life Sciences” Peter Atkins and Julio de Paula. Oxford University Press (2006)
• “Bioquímica Física” K. E. van Holde. Ed. Alambra (1979)
• “Fisicoquímica para las ciencias Químicas y Biológicas” R. Chang. Mc Graw-­‐Hil Interamericana (2008)
• “Fisicoquímica para las ciencias de la salud” González Carmona y Meza Reyes. Mc Graw-­‐Hill (2007)
• “Biophysical chemistry” Charles R. Cantor, Paul R. Schimmel. San Francisco : Freeman (1980)
• “Química Física para las ciencias de la vida” Gordon M Barrow. Ed. Reverté (1976)

• “Elements of Physical Chemistry” (5ª Ed.) Peter Atkins and Julio de Paula. Oxford University Press (2009)
• “Thermodynamics and kinetics for the biological sciences” Gordon G. Hammes. Wiley (2000)
• “Química Física Macromolecular” I. A. Katime. Univ. Pais Vasco (2002)
• “Enzimología”. I. Núñez de Castro. Editorial Pirámide (2001)

• http://quimicafisica.ugr.es– Página web del Departamento de Química Física de la Universidad de Granada
• http://www.sbe.es/-La Sociedad de Biofísica de España.
• https://biblioteca.ugr.es/informacion/noticias/jove-journal-visualized-experiments-sesiones-formativas-virtuales. JoVE es una plataforma revisada por científicos que ayuda a los investigadores a reproducir en un laboratorio las nuevas técnicas experimentales.

• MD01. Clases de teoría 
• MD02. Clases de prácticas: Prácticas usando aplicaciones informáticas 
• MD03. Clases de prácticas: Prácticas en laboratorio 
• MD04. Clases de prácticas. Clases de problemas 
• MD06. Trabajo autónomo del alumnado 
• MD07. Tutorías 

De acuerdo con la NORMATIVA DE EVALUACIÓN Y DE CALIFICACIÓN DE LOS ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD DE GRANADA (Aprobado en la sesión ordinaria del Consejo de Gobierno de 26 de octubre de 2016) la evaluación será preferentemente continua, es decir la evaluación diversificada establecida en las Guía Docentes.

• Examen oral/escrito (Teoría y Problemas) (SE1): 65% (CT1, CT2, CT4, E1 Y E5)
• Examen de prácticas (SE2): 15% (CT3)
• Resolución de ejercicios, trabajos individuales/grupo, participación en clase y otras actividades de evaluación continua (SE3, SE4,SE5): 20% (CT2, CT3, CT4 Y CT5)
• Competencias a Evaluar: CT1, CT2, CT3, CT4, E1 Y E5

La asistencia a las prácticas es obligatoria. La no asistencia a alguna de las sesiones sin justificación implicará la NO superación de esta parte de la asignatura y por consiguiente de la asignatura en su totalidad.

Cuando el estudiante haya realizado actividades y pruebas del proceso de evaluación continua, contempladas en la guía docente de la asignatura, que constituyan más del 50 % del total de la ponderación de la calificación final de la asignatura, figurará en el acta con la calificación correspondiente, no se puede considerar como “no presentado”.

La superación de cualquiera de las pruebas no se logrará sin un conocimiento uniforme y equilibrado de toda la materia. Por ello, no se podrá aprobar la asignatura si no se obtiene al menos el 50% de la puntuación asignada a tipo de actividad (examen final, examen de prácticas y evaluación continua). De igual modo, será necesario obtener al menos el 50% de la puntuación asignada cada sección del examen final (Termodinámica/Cinética), tanto en teoría como en problemas. En caso de no superar el umbral del 50% en alguna de las partes, la asignatura estará suspensa y la calificación en el acta será el promedio de las actividades hasta un máximo de 4 puntos.

El sistema de calificaciones se expresará mediante calificación numérica de acuerdo con lo establecido en el art. 5 del R. D 1125/2003, de 5 de septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en el territorio nacional.

La evaluación extraordinaria consistirá en un examen final con dos partes: una prueba de teoría/problemas (80%) y otra de los contenidos prácticos (20%), en las que se valorarán las competencias desarrolladas en la asignatura. Los contenidos a evaluar corresponderán al temario detallado de la asignatura, tanto en la parte teórica/problemas como en la parte práctica.

No se podrá aprobar la asignatura si no se obtiene al menos el 50% de la puntuación asignada a cada una de las partes (Teoría/Problemas/Prácticas) tanto en los contenidos de Termodinámica como de Cinética. En caso de no superar el umbral del 50% en alguna de las partes, la asignatura estará suspensa y la calificación en el acta será el promedio de las actividades hasta un máximo de 4 puntos.

El sistema de calificaciones se expresará mediante calificación numérica de acuerdo con lo establecido en el art. 5 del R. D 1125/2003, de 5 de septiembre, por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y validez en el territorio nacional.

• Se contempla también la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por motivos laborales, estado de salud, discapacidad o cualquier otra causa debidamente justificada que les impida seguir el régimen de evaluación continua.
• Esta evaluación única final consistirá en un examen final con dos partes: una prueba de teoría/problemas (80%) y otra de los contenidos rácticos (20%), en las que se valorarán las competencias desarrolladas en la asignatura. Los contenidos a evaluar corresponderán al temario detallado de la asignatura, tanto en la parte teórica/problemas como en la parte práctica.
• Para acogerse a la evaluación única final, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, el estudiante deberá presentar la solicitud correspondiente ante la Dirección del Departamento alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua. La Dirección dará traslado al profesorado correspondiente de dicha solicitud. Transcurridos diez días sin que el estudiante haya recibido respuesta expresa y por escrito de la Dirección del Departamento se entenderá que ésta ha sido desestimada. En caso de denegación, el estudiante podrá interponer, en el plazo de un mes, recurso de alzada ante el Rector, quién podrá delegar en el Decano o Director del Centro, agotando la vía administrativa.
• No obstante lo anterior, por causas excepcionales sobrevenidas y justificadas (motivos laborales, estado de salud, Discapacidad, programas de movilidad, representación o cualquier otra circunstancia análoga), podrá solicitarse la evaluación única final fuera de los citados plazos, bajo el mismo procedimiento administrativo.

No se podrá aprobar la asignatura si no se obtiene al menos el 50% de la puntuación asignada a cada una de las partes (Teoría/Problemas/Prácticas) tanto en los contenidos de Termodinámica como de Cinética. En caso de no superar el umbral del 50% en alguna de las partes, la asignatura estará suspensa y la calificación en el acta será el promedio de las actividades hasta un máximo de 4 puntos.

Descripción detallada de la metodología docente

A)Actividades presenciales (40%)

1. Clases de teoría (MD1), problemas, casos prácticos (MD2), tutorías (MD5) y exámenes. 4,5 ECTS (45h). CT1, CT3, CT5, CE1
2. Clases prácticas de laboratorio y/o informática (MD3). 1,5 ECTS (15h). CT3, CT1, CE5

B) Actividades no presenciales (60%):

1. Estudio de teoría y problemas. 2,0 ECTS (50 h). CE1, CE5
2. Preparación, estudio y elaboración de los informes de prácticas. 1,0 ECTS (25 h).
3. Realización de ejercicios y actividades complementarias a través de la plataforma docente de la asignatura (0,6 ECTS (15 h).

Uso de herramientas de Inteligencia Artificial

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR.

Normas de seguridad en el laboratorio

El estudiante recibirá, al inicio del curso, información sobre las Normas de Seguridad y del correcto desarrollo de las prácticas. El documento estará disponible en la plataforma PRADO de la asignatura. Este documento es de obligada lectura y aplicación durante el desarrollo de las prácticas, el no cumplimiento del mismo por parte del estudiante exime de cualquier responsabilidad al profesor que imparte las prácticas y al departamento donde se desarrollen las mismas.