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GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA ASIGNATURA: Nombre en Inglés: Código UPM: MATERIA: CRÉDITOS ECTS: CARÁCTER: TITULACIÓN: TIPO: CURSO: SEMESTRE: QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE CHEMISTRY-PHYSICAL APPLIED TO MULTICOMPONENT SYSTEMS 565000479 QUÍMICA FÍSICA 3 ASIGNATURA DE ITINERARIO IMPARTIDO EN LA EUITI GRADUADO EN INGENIERÍA QUÍMICA OPTATIVA CUARTO SÉPTIMO CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION IDIOMA IMPARTICIÓN 2013-2014 Septiembre- Enero Sólo castellano Febrero - Junio Sólo inglés QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 1 de 10 Ambos GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 DEPARTAMENTO QUÍMICA INDUSTRIAL Y POLÍMEROS COORDINADOR José Luis Montero de Juan PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO DESPACHO Correo electrónico José Luis Montero de Juan A-319 jl.montero@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS No se requiere otras asignaturas superadas. Recomendable haber cursado con anterioridad la asignatura de Química Física. Métodos numéricos en Ingeniería Química QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 2 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL CG 1 Conocer y aplicar los conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la Ingeniería Industrial CG 3 Aplicar los conocimientos adquiridos para identificar, formular y resolver problemas en contextos amplios, siendo capaces de integrar los trabajando en equipos multidisciplinares Análisis Síntesis CG 5 Comunicar conocimientos y conclusiones, tanto de forma oral como escrita, a públicos especializados y no especializados de modo claro y sin ambigüedades. Análisis Síntesis CG 6 Poseer las habilidades de aprendizaje que permitan continuar estudiando a lo largo de toda la vida para un desarrollo profesional adecuado Aplicación CG 7 Incorporar las tecnologías y herramientas de la Ingeniería Industrial en sus actividades profesionales Aplicación Conocimiento CG 10 Creatividad CE19 Conocimientos sobre balances de materia y energía, biotecnología, transferencia de materia, operaciones de separación, ingeniería de la reacción química, diseño de reactores, y valoración y transformación de materias primas y recursos energéticos. CE20 Capacidad para el análisis, diseño, simulación y optimización de procesos y productos Conocimiento Análisis Aplicación CE21 Capacidad para el diseño y gestión de procedimientos de experimentación aplicada, especialmente para la determinación de propiedades termodinámicas y de transporte, y modelado de fenómenos y sistemas en el ámbito de la ingeniería química, sistemas con flujo de fluidos, transmisión de calor, operaciones de transferencia de materia, cinética de las reacciones químicas y reactores. Conocimiento Análisis Aplicación Código RA-01 Síntesis Conocimiento Análisis Aplicación RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Capacidad para el cálculo y estimación de propiedades termodinámicas necesarias en el estudio de Técnicas Industriales de Separación de Sistemas Multicomponente en el ámbito de la Ingeniería Química. QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 3 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 1: Introducción Tema 2: Cálculo y estimación de propiedades termodinámicas Tema 3: Termodinámica del equilibrio de fases Tema 4: Equilibrio líquido Vapor Tema 5: Constante de vaporización APARTADO 1.1. número de registro CAS. Chemical Abstracts Service 1.2. Notación SMILES. Simplified Molecular Input Line Entry Specification 1.3. Identificador InChi. IUPAC International Chemical Identifier 1.4. Bases de datos termodinámicas 1.5. Descriptores moleculares 1.6. Introducción a los Modelos QSAR. Quantitative Structure-Activity Relationship 2.1. Propiedades críticas 2.2. Temperatura normal de ebullición 2.3. Presión de vapor 2.4. Capacidad calorífica de líquidos 2.5. Cálculo de propiedades utilizando ecuaciones de estado 2.6. Métodos de Contribución de grupos para la determinación de propiedades termodinámicas y termofísicas 2.7. Búsqueda de información en bases de datos 3.1. Propiedades de exceso 3.2. Fugacidad en una mezcla de gases 3.3. Fugacidad de un sólido o líquido puros 3.4. Coeficiente de actividad. Convenios simétrico y asimétrico 3.5. Factor de Corrección de Poynting 4.1. Desarrollo de Wohl para la energía Gibbs de exceso 4.2. Ecuación de Wilson 4.3. Ecuación N.R.T.L. 4.4. Modelo UNIQUAC 4.5. Métodos de Contribución de Grupos: UNIFAC y UNIFAC modificado 4.6. Cálculo y estimación del coeficiente de actividad a dilución infinita 4.7. Consistencia termodinámica 5.1. Constante de vaporización 5.2. Correlación de Wilson 5.3. Gráficas de DePriester Indicadores de logro relacionados 5.4. Ajuste polinómico de McWilliams 5.5. Método de la Presión de Convergencia 5.6. Correlación de Whitson y Torp QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 4 de 10 LO1 y LO2 LO2 LO3 LO3 LO3 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPÍTULO Tema 6: Parámetros de solubilidad Tema 7: Equilibrio LíquidoLíquido Tema 8: Solubilidad de gases Tema 9: Solubilidad de sólidos Tema 10: Disoluciones de electrolitos APARTADO 6.1. Teoría de Scatchard-Hildebrand 6.2. Parámetros de solubilidad de Hansen 6.3. Parámetros fraccionales 6.4. Métodos para la determinación del parámetro de solubilidad 6.5. Criterios de selección de solventes 6.6. Aplicaciones y limitaciones del triángulo de solubilidad 7.1. Solubilidad mutua 7.2.Sistemas ternarios, con miscibilidad parcial 7.3. Recta de reparto, curva de solubilidad 7.4. Correlaciones para el cálculo del Punto de Pliegue 7.5.Curvas de Alders 7.6. Mapas de curvas de residuo 7.7. Coeficiente de reparto octanol-agua 7.8. Búsqueda de información en bases de datos 8.1. Ley de Henry 8.2. Cálculo de la constante de Henry por contribución de grupos 8.3. Métodos de predicción de la constante de Henry 8.4. Cálculos a presiones moderadas 8.5. Búsqueda de información en bases de datos 9.1. Solubilidad ideal 9.2. Determinación de la solubilidad a partir de la Teoría de las Soluciones Regulares 9.3. Término entrópico de Flory–Huggins 9.4. Solubilidad en mezclas de solventes 10.1. Disoluciones de electrolitos 10.2. Coeficiente osmótico 10.4. Ley límite de Debye-Hückel 10.5. Modelo de Pitzer 10.6. Modelo UNIFAC-Electrolitos Indicadores de logro relacionados QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 5 de 10 LO3 LO2 y LO3 LO2 y LO3 LO3 LO3 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS CLASES DE TEORIA Lección magistral participativa, con el propósito de desarrollar los conocimientos teóricos necesarios y aportar información para realizar los trabajos propuestos. La información adicional estará a disposición de los alumnos en la plataforma Moodle. CLASES PROBLEMAS Se desarrollará, preferentemente en Excel, los métodos numéricos necesarios para la resolución de los problemas. En la resolución de ciertos problemas se utilizará un software específico, normalmente gratuito o software libre. PRÁCTICAS Se desarrollará una base de datos para el cálculo y la estimación de propiedades termodinámicas (tema 2 de la asignatura). TRABAJO A cada alumno se le asignará un Trabajo Fin de Curso, que deberá exponer al finalizar el curso. INDIVIDUAL TRABAJOS EN GRUPO Se programará, semanalmente, un problema de dificultad alta. La entrega se puede realizar por correo electrónico. TUTORÍAS - Consulta tradicional sobre dudas de aspectos teóricos, prácticos o experimentales de la asignatura. - Consulta por correo electrónico (el correo será específico de la asignatura, y se comunicará en la clase de presentación de QFASM). - Soporte para la preparación y seguimiento del Trabajo Fin de Curso. - Soporte para la preparación y seguimiento de los Trabajos en Grupo. - Seguimiento de cada alumno a través de Moodle. EXÁMEN El examen de la asignatura será en un aula de informática. QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 6 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 RECURSOS DIDÁCTICOS BIBLIOGRAFÍA Classical Thermodynamics of Nonelectrolyte Solutions H. C. Van Ness y M. M. Abbott, McGraw-Hill Fundamentos de Destilación de Mezclas Multicomponentes Charles D. Holland, Limusa Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química J. M. Smith y H. C. Van Ness, McGraw-Hill Manual de Cálculos de Ingeniería Química Nicholas P. Chopey, Tyler G. Hicks, McGraw-Hill Termodinámica en la Ingeniería Química Stanley I. Sandler, Interamericana Termodinámica Molecular de los Equilibrios de Fases John M. Prausnitz, Rüdiger N. Lichtenthaler y Edmundo Gomes de Azevedo Prentice Hall Termodinámica Química Molecular L. M. Sesé Sánchez y M. Criado-Sancho Universidad Nacional de Educación a Distancia The Properties of Gases & Liquids Robert C. Reid, John M. Prausnitz y Bruce E. Poling, McGraw-Hill Azeotrope Databank http://eweb.chemeng.ed.ac.uk/chem_eng/azeotrope_bank.html CDK Descriptor Calculator GUI http://rguha.net/code/java/cdkdesc.html IUPAC-NIST Solubility Database http://srdata.nist.gov/solubility/ RECURSOS WEB Korea Thermophysical Properties Data bank http://www.cheric.org/research/kdb/ Libro del Web de Química del NIST http://webbook.nist.gov/chemistry/ Propiedades termofísicas de sistemas fluidos. http://webbook.nist.gov/chemistry/fluid/ Visor molecular Jmol http://jmol.sourceforge.net/ XLPlot for MS-Windows. http://www.bram.org/xlplot/xlplot.php EQUIPAMIENTO Local (A-406) para Seminarios, con cañón de proyección, pizarra electrónica y ordenadores. Software para el cálculo y estimación de propiedades termodinámicas, cálculo de equilibrios entre fases y Bases de Datos. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Sala de lectura con revistas científicas y de ingeniería. QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 7 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA MES QUINCENA ACTIVIDADES AULA PRÁCTICAS TRABAJO INDIVIDUAL TRABAJO EN GRUPO 1ª X X X 2ª X X X 1ª X X 2ª X X 1ª X X 2ª X X 1ª X X 2ª X X 1ª X EVALUACIÓN Sep. Oct. Nov. Dic. X X Ene. X 2ª QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 8 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN Ref INDICADOR DE LOGRO Relacionado con RA: LO-01 Búsqueda de propiedades termodinámicas RA-01 LO-02 Estimación de propiedades termodinámicas de compuestos puros y en mezclas RA-01 LO-03 Cálculo y estimación de equilibrios entre fases RA-01 QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 9 de 10 GUÍA DE APRENDIZAJE INFORMACIÓN AL ESTUDIANTE CURSO 2013-2014 EVALUACIÓN SUMATIVA (ACUMULATIVA) BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Resolución y entrega de problemas Semanal Aula 20% Exposición del Trabajo individual Fin de Curso Enero Aula 20% Examen final Enero Aula de informática 60% CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Los estudiantes obtendrán una calificación final entre 0 y 10 puntos. La asignatura se considera superada con una nota igual o superior a 5 puntos. Convocatoria Ordinaria • Modalidad “Evaluación Continua” Los alumnos que opten por ésta modalidad, deben realizar, como mínimo, el 75% de los trabajos propuestos. Se considera “trabajo realizado” si la nota es igual o superior a 5 puntos. La nota mínima, del Examen Final, para poder superar la asignatura es 3.5 puntos. • Modalidad “Sólo Prueba Final” Deberán realizar un Examen, contando un 100% de la nota. Convocatorias Extraordinarias El alumno puede optar por: • Examen • Trabajo Individual, tutelado por el profesor, que el alumno deberá exponer. QUÍMICA-FÍSICA APLICADA A SISTEMAS MULTICOMPONENTE GUÍA DE APRENDIZAJE Página 10 de 10