clase 01 fisicoquimica

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Curso de Fisicoquímica Profesor Alexander Franco

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Page 1: Clase 01 Fisicoquimica

Curso de Fisicoquímica

Profesor

Alexander Franco

Page 2: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 1: Generalidades y fundamentos de termodinámica

Subtemas 1. Generalidades

2. Energía distribución y cuantificación

3. Energía a nivel microscópico y macroscópico

4. Generalidades de las fases de agregación de la materia

5. Ecuación general de los gases ideales y ecuación de Van der Waals.

6. Concepto de trabajo P-V y Calor

7. Postulado de la Primera ley de la termodinámica

8. Gases ideales y primera ley de la termodinámica en:

Proceso reversible isotérmico de un gas perfecto

Proceso reversible isobárico de un gas perfecto

Proceso reversible isocórico de un gas perfecto

Proceso reversible adiabático de un gas perfecto

9. Primera ley de la termodinámica en cambios de estado en una y diferentes fases de agregación para

una sustancia pura.

10. Primera ley de la termodinámica en proceso de Calentamiento de una sustancia pura a presión

constante en una y diferentes fases de agregación.

11. Postulado de la segunda ley de la termodinámica. Definición conceptual de la entropía, desde el

punto de vista del rendimiento de transformación energética Trabajo-Calor. Así como desde el punto de

vista probabilístico de obtención de estados energéticos más probables (obtención de estados

desordenados).

12. Gases ideales y segunda ley de la termodinámica en:

Proceso reversible isotérmico de un gas perfecto

Proceso reversible isobárico de un gas perfecto

Proceso reversible isocórico de un gas perfecto

Proceso reversible adiabático de un gas perfecto

No. de semanas 3.5 semanas

Page 3: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 1: Generalidades y fundamentos de termodinámica

Subtemas 13. segunda ley de la termodinámica en cambios de estado en una y diferentes fases de agregación para

una sustancia Pura.

14. Segunda ley de la termodinámica en proceso de calentamiento de una sustancia pura a presión

constante en una y diferentes fases de agregación.

15. Definición conceptual de la tercera ley de la termodinámica

16. Aplicaciones termoquímicas

No. de

semanas

3.5 semanas

Page 4: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 2: Equilibrio Material

Subtemas 1. Definición de la función de Gibbs y de Helmoltz

2. Equilibrio material y la primera y segunda ley de la termodinámica.

3. Definición del Potencial químico

4. Condición de equilibrio material

5. Condición de Equilibrio de fases

6. Condición de equilibrio químico

7. Potencial químico en mezclas de gases ideales

6. Equilibrio químico de gases ideales

7. Obtención de la constante y la ecuación fundamental de equilibrio en mezcla de gases ideales.

8. Dependencia de la constante de equilibrio respecto a la temperatura, ecuación de Van’t Hoff.

7. Equilibrio de fases para un sistema de dos componentes

8. Regla de las fases

9. Diagrama de fases para un componente puro

10. Obtención de la ecuación de Clapeyron para cualquier cambio de fase

11. Obtención de la ecuación de Clapeyron en procesos de sublimación, sublimación reversa, vaporización

y condensación.

12. Obtención de la ecuación de Clapeyron en procesos de fusión y congelación.

13. Definición del proceso de Liofilización, partiendo del Diagrama de fases del agua.

14. Definición del proceso de destilación a presión reducida (rota vaporación) utilizando Diagramas de

fases de solventes de baja, mediana y alta polaridad.

No. de semanas 1.5 semanas

Page 5: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 3: Soluciones Ideales

Subtemas 1. Definición

2. Clasificación

3. Propiedades

4. Magnitudes termodinámicas de mezcla

5. Consideraciones moleculares de la disolución ideal

6. Soluciones formadas por series homologas

7. Soluciones altamente diluidas

8. Presión de vapor y tendencia de escape

9. Ley de Rault

10. Ley de Henry

11. Propiedades coligativas de las soluciones ideales.

No. de semanas 1.5 semanas

Page 6: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 4: Soluciones reales de moléculas iónicas y Macromoléculas

Subtemas 1. Definición general de solución real en términos del potencial Químico

2. Definición de los estados normales para componentes de soluciones reales

3. Definición de la funciones termodinámicas de exceso

4. Definición de actividad y coeficientes de actividad

5. Coeficientes de actividad en solutos no volátiles

6. Coeficientes de actividad en la escala molal y molar

7. Disoluciones de electrolitos

8. Clarificación de soluciones de electrolitos

9. Definición de la condición de electro neutralidad

10. Potenciales Químicos en soluciones de electrolitos

12. Definición de cantidades iónicas Medias

13. Teoría de Debye-Huckel y de Davies en soluciones de electrolitos

14. Equilibrio químico en sistemas no ideales

15. Equilibrio químico en disoluciones de electrolitos débiles

16. Obtención de la constante de equilibrio para sistemas de ácidos débiles, bases débiles y sólidos

puros poco solubles en agua.

17. Aplicaciones de la conductimetria a pares iónicos, determinación de grado de disociación y

constantes de equilibrio por conductimetria.

18. Soluciones de macromoléculas.

19.Características y clasificación de las macromoléculas

20. Entropía de configuración de las macromoléculas en solución

21. Números de Forma y entropía conformacional de macromoleculas

22. Teoría de Flory-huggins

No. de semanas 4.5 semanas

Page 7: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 4: Soluciones reales de moléculas iónicas y Macromoléculas

Subtemas 23. Solubilidad de polímeros

24. Conformaciones geométricas de macromoléculas en solución

25. Polielectrólitos y distribución de iones en el entorno

26. Polímeros hidrofílicos y anfifílicos de Aplicación en farmacia.

No. de semanas 4.5 semanas

Page 8: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar

Unidad 5: Fisicoquímica de interfases

Subtemas 1. Tensión superficial e interfacial.

2. La tensión superficial como fuerza por unidad de longitud.

3. Energía libre superficial.

4. Métodos para determinar tensiones superficiales e interfaciales.

5. Influencia de la temperatura sobre la tensión superficial.

6. Interfase liquida.

7. Fenómenos de adsorción, concentración de exceso en las zonas de interfase.

8. Coeficientes de extensión.

9. Películas superficiales y balanza superficial.

10. interfase sólida.

11. Fenómeno de adsorción en la interfase solido gas

12. Fenómeno de adsorción en disoluciones.

13. Agentes tensoactivos.

14. Definición, clasificación de tensoactivos y termodinámica de formación de sistemas micelares

monoméricos.

15. Agentes humectantes.

16. Agentes solubilizantes.

17. Agentes espumantes y antiespumantes.

18. Detergentes.

No. de semanas 3

Page 9: Clase 01 Fisicoquimica

Tema(s) a

desarrollar Unidad 6: Cinética Química

Subtemas 1. Cinética de las reacciones

2. Medida de la velocidad de las reacción

3 Integración de las ecuaciones cinéticas:

Ecuaciones de orden cero

Ecuaciones de orden uno

Ecuaciones de orden dos

4. Método de la semivida para determinar ordenes de reacción y método diferencial.

5. Ecuaciones Cinéticas y constantes de equilibrio de reacciones elementales

6. Aplicaciones de la cinética en la descripción de Mecanismos de reacción.

7. Aproximación de la etapa limitante y el estado estacionario.

8. Influencia de la temperatura sobre las constantes cinéticas.

9. Aplicación de la cinética en la estabilidad de los medicamentos.

No. de semanas 2

Page 10: Clase 01 Fisicoquimica

METODOLOGÍA:

La estructura del curso se fundamenta en tres aspectos, definidos como:

1. Horas de docencia directa, en las cuales el profesor tendrá 3 horas a la semana para exponer los

aspectos más relevantes y de máxima complejidad, basados en clase magistral.

2. Horas de acompañamiento, en las cuales se dispondrá de 2 horas a la semana para que el estudiante

realice las tareas asignadas sobre cada tema suministrado, donde dichos temas serán elegidos por el

profesor con el ánimo de profundizar y aplicar los conceptos fisicoquímicos en el área Farmacéutica.

3. Horas de trabajo independiente, en las cuales se dispondrá de 2 horas a la semana para realizar los

talleres correspondientes a los ejercicios fundamentales tratados en cada tema y con ello,

complementar los conceptos fundamentales básicos definidos en las horas de docencia directa.

Page 11: Clase 01 Fisicoquimica

EVALUACIÓN

Actividad Porcentaje

4 Parciales 20 1. Introduccion, generalidades derivadas,

integrales, Matlab, Primera Ley de la

termodinamica.

2. Segunda ley y equilibrio material

3. Funciones estandar de reaccion, soluciones

ideales, reales.

4. Quimica de superficies y cinetica

Producto final del acompañamiento: 4 Quices

Se fundamenta en el análisis y discusión de artículos de

revistas de alto impacto, que permitan visualizar la

aplicación de los conceptos fisicoquímicos en el ámbito

farmacéutico y biológico.

Para ello, se deberá realizar cada una de estas

actividades por cada unidad.

20

Page 12: Clase 01 Fisicoquimica

BIBLIOGRAFÍA GENERAL

1. FISICOQUÍMICA, Gilbert Castellan, Ed. Interamericana, 8ª. Edición , México 2004

2. FISICOQUIMICA,Ira N. Levine, vol. I y II, Ed. McGraww Hill, 6ª. Edición, Madrid España, 200

3. FISICOQUIMICA.Raymond Chang, Ed. Interamericana 1ª. Edición, México 2008.

4. FUNDAMENTOS DE FISICOQUÍMICA. Maron y Prutton. Ed. Limusa, 12ª. Edición, 1995

5. FISICOQUÍMICA, Laidler Keith J., Meiser John H. Ed. Cecsa, 1a. edición en español, México 1997.

6. PHYSICAL CHEMISTRY. Tinoco Sauer Wang. Ed. Prentice may. 3ª- edición, New Yersey 1995

7. FUNDAMENTOS DE CINETICA QUÍMICA. Logan S, R. Ed. Addison Wesley, Madrid 2000

8. PROBLEMAS FISICOQUÍMICOS PARA CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD. Rubiciela Vargas y otros.

Universidad Autónoma Metropolitana. México 2008-

9. Sotware: Matlab r2012b

10.Articulos de Revistas

11. Tesis