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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
CHIHUAHUA
FACULTAD DE CIENCIAS
QUÍMICAS
PROGRAMA DEL CURSO:
TERMODINÁMICA QUÍMICA
DES:
Programa(s) Educativo(s):
Tipo de materia (Obli/Opta):
Clave de la materia:
Semestre:
Área en plan de estudios (B, P, E):
Créditos
Total de horas por semana:
Teoría: Presencial o Virtual
Laboratorio o Taller:
Prácticas:
Trabajo extra-clase:
Créditos Totales:
Ingeniería
Químico
Obligatoria
Total de horas semestre (x 16 sem):
Fecha de actualización:
80
Enero 2016
Prerrequisito (s):
Termodinámica
4°
B
5
5
3
2
5
Propósito del curso :
Proporciona fundamentos teóricos que explican las interrelaciones energéticas en los fenómenos
de interés químico, mediante el desarrollo y análisis de modelos físico-matemáticos, así como su
aplicación en la resolución de problemas y su comprobación en prácticas y experimentos de
laboratorio.
COMPETENCIAS
(Tipo y nombre de las
competencias)
FUNDAMENTOS DE
ANÁLISIS FÍSICOS
Termodinámica
Identifica las variables,
ecuaciones de estado y
funciones termodinámicas
para explicar procesos
fisicoquímicos.
Reconoce las leyes
termodinámicas y las
aplica en procesos
fisicoquímicos.
CIENCIAS QUÍMICAS
Equilibrio Químico
Identifica propiedades
físicas y químicas para
CONTENIDOS
(Objetos de aprendizaje, temas y
subtemas)
I.
TERMOQUÍMICA
1.1 Entalpía de reacción
Conceptos previos,
Determinación de Entalpía de
reacción, solución y combustión.
Dependencia de la Temperatura
1.2 Entropía de reacción
Determinación
Dependencia de la temperatura y
la presión
1.3 Energía libre de Gibbs
Condiciones de Espontaneidad
Ecuaciones de variables naturales
y derivadas parciales.
Variación de la función de Gibbs
con la presión y la temperatura.
Potencial químico.
RESULTADOS DE
APRENDIZAJE
I. Define la función de Gibbs y
la relaciona con las Funciones
termodinámicas de sistemas
fisicoquímicos, tales como gas
ideal y reacciones químicas,
mediante la deducción de las
expresiones matemáticas
correspondientes y el cálculo
de su valor para los distintos
procesos termodinámicos y en
reacciones químicas.
Aplica las energías de Gibbs
para predecir la espontaneidad
o no-espontaneidad de los
procesos químicos.
F.C.Q. Versión 1.0 2016
resolver aspectos
cualitativos y cuantitativos
de la materia.
Establece las estrategias
para solucionar
problemas de equilibrio
químico.
II.
EQUILIBRIO QUÍMICO
2.1 Equilibrio químico.
Grado de Avance de reacción.
Cociente de reacción.
Constante de equilibrio
termodinámico.
Disoluciones y fases condensadas.
Actividad y fugacidad
2.2 Desplazamiento del
equilibrio Principio de
LeChatelier
Dependencia de la constante de
equilibrio de la temperatura
Desplazamiento del equilibrio con
cambios de presión.
III.
EQUILIBRIO DE
FASES
3.1 Concepto de Fase y
Transiciones.
Calor latente de fusión,
evaporación y sublimación.
3.2 Presión de Vapor y Punto
de ebullición.
3.3 Ecuaciones de equilibrio
Ecuación de Clapeyron.
Ecuación de Clausius-Clapeyron
3.4 Diagramas de fase y regla de
las fases
EQUILIBRIO
MULTICOMPONENTE
4.1 Generalidades y
Aplicaciones en la industria.
Regla de Fases de Gibbs en
sistemas multicomponentes.
4.2 Sistema líquido-líquido
Soluciones ideales.
Ley de Raoult.
Punto de burbuja y punto de rocío.
Destilación fraccionada.
Disoluciones líquidas no ideales
de dos componentes.
4.5 Sistemas líquido-gas
Ley de Henry
Dependencia de la solubilidad con
la temperatura y la presión.
4.6 Sistemas líquido-sólido
Solubilidad
II. Emplea la energía de Gibbs
para deducir constantes de
equilibrio termodinámico.
Expresa la forma en que
progresa una reacción
conforme los reactivos se
convierten en productos y
llegan a un estado de equilibrio
termodinámico.
Calcula concentraciones de
equilibrio en reacciones que
involucran gases ideales,
disoluciones y fases
condensadas.
III. Determina cual fase se
favorece termodinámicamente
a una temperatura y presión
dadas.
Emplea la Regla de las Fases
para interpretar diagramas de
equilibrio de fases de un
componente.
Calcula presiones de vapor y
puntos de ebullición empleando
ecuación de ClausiusClapeyron
IV.
IV. Relaciona el
comportamiento de equilibrio
de las soluciones
generalizando la ley de Henry,
la ley de Raoult y el concepto
de actividad en lugar de
concentración.
Calcula los cambios en las
propiedades de las
disoluciones en función de la
cantidad de partículas de soluto
y disolvente.
F.C.Q. Versión 1.0 2016
Propiedades Coligativas
OBJETO DE APRENDIZAJE
I.
TERMOQUÍMICA
1.1 Entalpía de reacción
1.2 Entropía de reacción
1.3 Energía libre de Gibbs
METODOLOGIA
(Estrategias, secuencias, recursos
didácticos)
I.
TERMOQUÍMICA
Resolución de cuestionario y
problemas de conceptos previos de las
leyes de la termodinámica, entalpía y
entropía
EVIDENCIAS DE
APRENDIZAJE
Apuntes en
cuaderno.
Problemas
aplicados. (en
cuaderno o en
plataforma
MOODLE)
Clase Magistral sobre funciones
termodinámicas, espontaneidad de las
reacciones y la energía libre de Gibbs.
Evaluación escrita.
Resolución de problemas aplicados en
clase de forma grupal e individual.
Problemas de estudio individual.
Bitácora o Reporte
de Prácticas de
Laboratorio.
Prácticas de Laboratorio:
 Determinación de calor de reacción.
Ley de Hess
 Solubilidad en función de la
temperatura.
II.
EQUILIBRIO
QUÍMICO
2.1 Equilibrio químico.
2.2 Desplazamiento del
equilibrio Principio de LeChatelier
EQUILIBRIO QUÍMICO
II.
Clase Magistral sobre potencial
químico, y determinación del cociente
de reacción.
Trabajo de investigación sobre la
Constante de Equilibrio.
Resolución de problemas aplicados en
clase de forma grupal e individual.
Problemas de estudio individual.
Prácticas de Laboratorio:
 Determinación del cociente de
reacción.
 Equilibrio cualitativo: Principio de
LeChatelier
F.C.Q. Versión 1.0 2016
III.
EQUILIBRIO DE
FASES
3.1 Concepto de Fase y
Transiciones.
3.2 Presión de Vapor y Punto de
ebullición.
3.3 Ecuaciones de equilibrio
3.4 Diagramas de fase y regla de
las fases
III. EQUILIBRIO DE FASES
En grupos de estudio trabajo de
investigación sobre compuestos
químicos y sus fases más estables o de
mayor uso en la industria química.
Clase magistral sobre diagramas de
fase y las ecuaciones de Clapeyron y
Clausius.
Elaboración y utilización de formularios
para los distintos equilibrios de fases.
Resolución de problemas aplicados en
clase de forma grupal e individual.
Problemas de estudio individual.
Prácticas de Laboratorio:
 Determinación del calor latente de
fusión del agua
 Determinación del calor latente de
evaporación del agua.
 Experimento de Regelación.
IV. EQUILIBRIO MULTICOMPONETE
IV.
EQUILIBRIO
MULTICOMPONENTE
4.1 Generalidades y Aplicaciones
en la industria.
4.2 Sistema líquido-líquido
4.5 Sistemas líquido-gas
4.6 Sistemas líquido-sólido
Trabajo colaborativo de investigación
sobre procesos de separación para
sistemas multicomponentes.
Clase magistral sobre sistemas liquidoliquido y destilación fraccionada.
Resolución de problemas aplicados en
clase de forma grupal e individual.
Problemas de estudio individual.
Trabajo colaborativo sobre propiedades
coligativas.
Prácticas de Laboratorio:
 Determinación de Presión de Vapor.
 Punto de ebullición en sistemas
binarios.
 Descenso del punto de fusión.
F.C.Q. Versión 1.0 2016
FUENTES DE INFORMACIÓN
(Bibliografía, direcciones electrónicas)
1.
Fisicoquímica.
Laidler, K.J y Meiser, J.H.
Ed. CESCSA 5ta. Edición.
México 2003
3.
Fisicoquímica.
Ball, D.W.
Ed. Thompson. 1era. edición.
México 2004
EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES
(Criterios e instrumentos)
Teoría: 70%
Tres reconocimientos Parciales:
Evidencias (Actividades Integradoras):
Problemas de Aplicación
Exposiciones en equipo de trabajos de
investigación y de proyectos experimentales.
Evaluación Individual, resolución de
cuestionarios.
Laboratorio: 30%
Bitácora o Reporte de Práctica
Defensa de Resultados
5.
Fisicoquímica.
Levin, i.M.
Ed. Mc Graw Hill 5ta edición
2004
6.
Introducción a la Fisicoquímica:
Termodinámica
Engel, T. y Reid.
Ed. Person Education. 1ª edición
México 2007
Cronograma Del avance programático
Objetos de
aprendizaje
TERMOQUÍMICA
EQUILIBRIO QUIMICO
EQUILIBRIO DE
FASES
EQUILIBRIO
MULTICOMPONENTES
1
x
2
x
3
x
4
x
5
6
7
x
x
x
Semanas
8 9 10 11 12 13 14 15 16
x
x
x
x
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