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: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable
Tras haber completado satisfactoriamente esta materia, el estudiantado debe ser capaz de:
· Identificar los tipos principales de reacción química y sus características asociadas más relevantes desde el punto de vista cinético.
· Relacionar la ecuación de velocidad experimental con el mecanismo de reacción como descripción a nivel molecular de una transformación química.
· Realizar el análisis estadístico de datos cinéticos utilizando una hoja de cálculo.
· Interpretar los datos cinéticos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de las teorías y modelos existentes para el estudio de la reacción química.
I. CINÉTICA FORMAL
Tema 1. Cinética química empírica
1.1. Introducción. Conceptos básicos de cinética química
1.2. Determinación de la ecuación de velocidad
1.3. Influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción
1.4. Técnicas experimentales
Tema 2. Cinética de reacciones complejas
2.1. Reacciones reversibles.
2.2. Reacciones paralelas.
2.3. Reacciones consecutivas
2.4. Explicando la ecuación de velocidad. Mecanismos de reacción
2.5. Reacciones unimoleculares.
2.6. Reacciones en cadena
2.7. Cinética de Polimerización
II. MODELOS TEÓRICOS
Tema 3. Reacciones en fase gas. Modelos teóricos
3.1. Teoría de colisiones
3.2. Teoría del estado de transición
3.3. Formulación termodinámica de la teoría del estado de transición
3.4. Introducción a la dinámica molecular de las reacciones químicas
3.5. Haces moleculares
Tema 4. Reacciones en disolución
4.1. Influencia del disolvente
4.2. Reacciones controladas por difusión y por activación
4.3. Aplicación de la teoría del estado de transición a reacciones en disolución
4.4. Mecanismos de reacciones en disolución. Ejemplos
III. CATÁLISIS
Tema 5. Catálisis homogénea
5.1. Catálisis. Principios y bases
5.2. Catálisis ácido-base
5.3. Catálisis enzimática
Tema 6. Catálisis heterogénea
6.1. Introducción.
6.2. Adsorción
6.3. Isotermas de adsorción
6.4. Mecanismos de la catálisis heterogénea
IV. CINÉTICA ELECTROQUÍMICA
Tema 7. Cinética electroquímica
7.1. Introducción
7.2. La doble capa eléctrica
7.3. La ecuación de Butler-Volmer
EL PROGRAMA DE LABORATORIO INCLUYE LOS SIGUIENTES EXPERIMENTOS
Práctica 1. Cinética Formal: Estudio cinético de la reacción entre el violeta cristal e iones hidroxilo.
Práctica 2. Cinética Formal: Estudio cinético de la reacción de solvólisis del cloruro de sulfonilo en disolución acuosa.
Práctica 3. Teoría de Estado de Transición: Estudio computacional de la eliminación de FH en la descomposición térmica del fluoruro de vinilo.
Práctica 4. Adsorción: Determinación de la isoterma de adsorción de distintos colorantes por espectroscopía UV/VIS.
Los alumnos realizarán, durante de las sesiones de laboratorio, un mínimo de dos de los experimentos propuestos más arriba. La práctica 3 se corresponde con una única sesión de cuatro horas en el Aula de Informática.
- Básica (manual de referencia):
Química Física, P. Atkins y J. De Paula, 8ª Ed, Ed. Médica Panamericana (2008). Capítulos 22, 23, 24 y 25.
- Complementaria:
Química Física, T. Engel y P. Reid, Pearson Ed. (2006). Capítulos 36 y 37.
Fisicoquímica, I. N. Levine, 5ª Ed. (2004) MacGraw Hill. Tema 13, 17 y 23.
- Avanzada:
Chemical Kinetics and Reaction Mechanisms, 2nd Ed. J. H. Espensosn, McGraw Hill (2002)
COMPETENCIAS BÁSICAS Y GENERALES
CB1. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
CB5. Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.
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 teórico-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.
CG4. Que tengan capacidad de comunicar, tanto por escrito como de forma oral, conocimientos, procedimientos, resultados e ideas en Química tanto a un público especializado como no especializado.
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 TRANSVERSALES
CT3. Conocimiento de una lengua extranjera.
CT4. Resolución de problemas.
CT10. Adquirir razonamiento crítico
CT12. Adquirir un aprendizaje autónomo
CT17. Adquirir sensibilidad hacia temas medioambientales
COMPETENCIAS ESPECÍFICAS
CE4. Tipos principales de reacción química y sus principales características asociadas.
CE11. Relación entre propiedades macroscópicas y propiedades de átomos y moléculas individuales, incluyendo macromoléculas (naturales y sintéticas), polímeros, coloides y otros materiales.
CE16. Ser capaz de evaluar e interpretar datos.
CE20. Sr capaz de interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en el laboratorio en términos de su significación y de las teorías que la sustentan.
Se combinarán clases de tipo expositivo con clases participativas en las que el alumno ha de resolver problemas tanto experimentales como numéricos. Hay además dos sesiones de tutoría personalizada en los que se aprovechará para discutir y profundizar conceptos seleccionados y planteados con antelación a los alumnos.
A continuación figuran las horas que se estiman para cada tema. Los problemas a resolver se entregarán con antelación al alumno.
Al final de cada tema habrá una prueba de control, tipo test, de duración corta (15 min), para evaluar el nivel de comprensión y asimilación de conceptos por parte del alumno y detectar posibles deficiencias tanto de planteamiento como de aprendizaje.
Tema 1 : horas teóricas 4, horas de seminario/problemas 2
Tema 2 : horas teóricas 6, horas de seminario/problemas 3
Tema 3 : horas teóricas 3, horas de seminario/problemas 0
Tema 4 : horas teóricas 2, horas de seminario/problemas 0
Tema 5 : horas teóricas 3, horas de seminario/problemas 3
Tema 6 : horas teóricas 3, horas de seminario/problemas 1
Tema 7 : horas teóricas 2, horas de seminario/problemas 1
Hay 20 horas de docencia experimental en el laboratorio en las que se realizarán 2-3 experimentos y se analizarán y discutirán los resultados obtenidos por cada alumno.
De acuerdo con el documento "Directrices para el desarrollo de una enseñanza presencial segura, curso 2020-2021" se contemplan dos nuevos escenarios posibles para la metodología de enseñanza para el caso de que no sea posible desarrollar el escenario indicado de normalidad adaptada. Los nuevos escenarios aparecen recogidos en la sección de observaciones bajo el título del Plan de Contingencia.
La docencia expositiva podrá realizarse, en su totalidad de modo telemático (en los espacios docentes En los que el distanciamiento no sea posible), o se combinará al 50% con el modo presencial, en aquellos espacios docentes en los que el distanciamento no sea posible. En la docencia interactiva, de seminarios y laboratorios, Se podrá combinar la presencialidad física y telemática, hasta un máximo del 50% de las horas de la materia en modo telemático, cuando el distanciamento así lo requiera.
1. La asistencia a clase es obligatoria con carácter general y la ausencia tendrá consecuencias negativas en la calificación de la evaluación continua. Respecto a las prácticas de laboratorio, 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 de acuerdo con el profesor y dentro del horario previsto para la asignatura, siempre que la inasistencia esté debidamente justificada. Las ausencias no justificadas supondrán un NO APTO en las prácticas de laboratorio.
2. La evaluación consistirá en dos partes:
2.1. Evaluación continua, realizada mediante la evaluación de ejercicios, cuestiones y/o tests propuestos en los seminarios, conocimientos adquiridos en las prácticas de laboratorio y mediante la realización y exposición de trabajos propuestos por el profesor en las clases de tutorias.
2.2. Examen final (EF)
La calificación del alumno no será inferior a la del examen final ni a la obtenida ponderándola con la evaluación continua y se obtendrá como resultado de aplicar la fórmula siguiente:
Nota final = máximo (0.4 x N1 + 0.6 x N2,N2)
Siendo N1 la nota numérica correspondiente a la evaluación continua (escala 0-10) y N2 la nota numérica del examen final (escala 0-10).
3. Para la evaluación de las prácticas de laboratorio, los ítems a evaluar serán los siguientes:
• Test previo
• Organización y desarrollo de los experimentos en el laboratorio
• Datos obtenidos y discusión de los mismos
• Test final
Es obligatorio obtener un apto en las prácticas de laboratorio para aprobar la asignatura.
4. El examen final incluirá una primera parte que versará sobre supuestos relacionados con los aspectos teóricos de la asignatura y una segunda parte en que se plantearán cuestiones relativas a las prácticas de laboratorio. Ambas partes tendrán en la calificación de este examen el peso porcentual siguiente:
• Contenidos teóricos 85%
• Contenidos prácticos-laboratorio 15%
Los alumnos repetidores tendrán el mismo régimen de asistencia a las clases interactivas y el mismo sistema de evaluación que los alumnos matriculados por primera vez.
Para alumnos repetidores será validado el trabajo de laboratorio de los dos últimos cursos.
Evaluación de competencias
Clases de seminario: CB5, CG2, CG3, CG5, CE4, CE11, CE16, CT4, CT12, CT17
Prácticas de laboratorio: CB1, CB5, CG2, CG3, CG4, CE16, CE20, CT3, CT10, CT12, CT17
Clases de tutoría: CG4, CG5, CT3, CT10, CT12
Examen final: CB1, CG3, CE4, CE11, CE20, CT4
Total horas de trabajo presencial en el aula o en el laboratorio: 55.
Horas Clases de Teoría: 23.
Horas Clases de Seminario: 10.
Horas de Tutorías: 2.
Horas de Clases de Laboratorio: 20.
Total horas de trabajo personal del alumno: 83.
Estudio autónomo individual o en grupo: 46 horas.
Resolución de ejercicios u otros trabajos: 20 horas.
Preparación de presentaciones orales, escritas, elaboración de ejercicios propuestos. Actividades en biblioteca o similar: 8 horas.
Preparación de las prácticas y elaboración de la memoria o presentación oral: 9 horas.
- Es recomendable tener superadas las asignaturas del módulo de Química Física.
- Son necesarios conocimientos matemáticos de cálculo diferencial e integral básico para superar la asignatura.
- Es importante la asistencia activa a clase y mantener el estudio de la materia “al día”. Se recomienda visitar la asignatura en el Campus Virtual de la USC en la que se encontrarán materiales, información y actividades a realizar.
- 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. Puede resultar de ayuda el seguir estos pasos: (1) Hacer una lista con toda la información relevante que proporciona el enunciado. (2) Hacer una lista con las cantidades que se deban calcular. (3) Identificar los modelos y ecuaciones necesarios para la resolución del problema y aplicarlos correctamente. (4) Prestar atención a la coherencia de las unidades. (5) Revisar la consistencia del resultado final.
- En las clases de seminario el alumno debe tener los problemas resueltos con antelación y participar activamente en las discusiones de los resultados.
- 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 recomendable tener conocimientos básicos de algún programa de análisis estadístico de datos (Excel, LibreOffice calc, R, Python, ...).
Plan de contingencia
Según el documento "Directrices para el desarrollo de una enseñanza presencial segura, año académico 2020-2021", se contemplan dos posibles escenarios nuevos para la metodología de enseñanza y el sistema de evaluación en caso de que no sea posible desarrollar el escenario de normalidad adaptada:
Escenario 2: distanciamiento (con restricciones parciales sobre la presencia física).
• La enseñanza expositiva será no presencial y los seminarios y prácticas de laboratorio y aula de informática presenciales. Sin embargo, las medidas de distancia impuestas pueden suponer que sea necesario reducir el tamaño de los grupos de prácticas y, por lo tanto, el número de horas presenciales (hasta un máximo del 50% de las horas prácticas de la asignatura) que deberán complementarse con actividades no presenciales.
• Los tutorías serán preferentemente virtuales.
• Las pruebas finales serán preferentemente telemáticas.
Escenario 3: cierre de las instalaciones (imposibilidad de impartir docencia presencial).
• La docencia será completamente virtual, con mecanismos sincrónicos o asincrónicos.
• Los tutorías serán exclusivamente virtuales.
• Las pruebas finales serán exclusivamente telemáticas.
Para la enseñanza virtual se utilizará la plataformas Moodle para la prueba final y la evaluación continua y MS Teams para las clases expositivas, seminarios y tutorías.
Juan Crugeiras Martinez
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881814430
- Correo electrónico
- juan.crugeiras [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Titular de Universidad
Luis Garcia Rio
- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881815712
- Correo electrónico
- luis.garcia [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
Jose Ramon Leis Fidalgo
Coordinador/a- Departamento
- Química Física
- Área
- Química Física
- Teléfono
- 881814222
- Correo electrónico
- joseramon.leis [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Martes | |||
|---|---|---|---|
| 09:00-10:00 | Grupo /CLIS_04 | Castellano | Aula Matemáticas (3ª planta) |
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_01 | Gallego | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 10:00-11:00 | Grupo /CLIS_05 | Inglés | AULA 3.11 |
| Miércoles | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Analítica (2ª planta) |
| 09:00-10:00 | Grupo /CLIS_01 | Gallego | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Gallego | Aula Física (3ª planta) |
| 11:00-12:00 | Grupo /CLIS_03 | Castellano | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| 12:00-13:00 | Grupo /CLIS_02 | Gallego | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| 13:00-14:00 | Grupo /CLE_03 | Inglés | AULA 3.11 |
| Viernes | |||
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_03 | Inglés | AULA 3.11 |
| 09:00-10:00 | Grupo /CLE_02 | Castellano | Aula Química Analítica (2ª planta) |
| 26.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 26.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Analítica (2ª planta) |
| 26.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Orgánica (1ª planta) |
| 26.05.2021 10:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Técnica (planta baja) |
| 28.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Biología (3ª planta) |
| 28.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Analítica (2ª planta) |
| 28.06.2021 16:00-20:00 | Grupo /CLE_01 | Aula Química Orgánica (1ª planta) |