Fisicoqímica
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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE ZACATECAS
Francisco Garca Salinas UNIDAD ACADMICA DE CIENCIAS QUMICAS
Qumico Farmacutico Bilogo
JUNIO 2010
PROGRAMA: ACADEMIA DE FISICOQUMICA
PROPUESTA ELABORADA POR:
ACADEMIA DE FISICOQUMICA
M. en C. Javier Reyes Barrios
M. en C. Mariano Parga
M. en C. Ma. Del Refugio Cuevas Flores
QFB Ma. Luisa Gonzlez
QFB. Blanca Delia Pescador
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Laboratorio de Fisicoqumica I (Termodinmica)
Academia de Fisicoqumica Pgina 2
UNIVERSIDAD AUTNOMA DE ZACATECAS
Francisco Garca Salinas rea de Ciencias de la Salud
Unidad Acadmica de Ciencias Qumicas
PROGRAMA DE LA ASIGNATURA Fisicoqumica I (Termodinmica)
PRESENTACIN DEL PROGRAMA
La termodinmica estudia las relaciones entre las diferentes formas de energa y las leyes que rigen su interconversin. Se basa en tres postulados
que se llaman leyes de la termodinmica. Estas leyes constituyen una de las ms poderosas herramientas que hay en la ciencia y tienen
aplicaciones mltiples en qumica, fsica e ingeniera. La termodinmica biolgica proporciona una introduccin al estudio de la transformacin
de la energa en las ciencias biolgicas. An y cuando son leyes generales, el curso toma ejemplos aplicados a estas ciencias.
Ubicacin: Tercer Semestre
Precedente:
Horizontales:
Consecuentes: Fisicoqumica II (Equilibrio Qumico y Cintica)
OBJETIVO DEL PROGRAMA.
Se plantearn los principios, fundamentos y leyes de Termodinmica para el estudio de los cambios, direcciones y equilibrios que se presentan en
los sistemas qumicos y fsicos, involucrando fases en equilibrio de una sustancia pura o de una mezcla y, atendiendo a los sistemas ideales y su
posterior extensin a los sistemas reales.
OBJETIVOS PARTICULARES
1. PRINCIPIOS BASICOS DE TERMODINMICA.
Repaso de unidades, funciones y ecuaciones bsicas. Definicin, campo de estudio y ramas de la Fisicoqumica.
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Laboratorio de Fisicoqumica I (Termodinmica)
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Termodinmica: Campo de estudio, definicin. conceptos, definicin de Calor, definicin de Trabajo.
2. CINTICA DE GASES. Gases ideales: La presin y la ley de Boyle. Concepto de temperatura. Ley de
Gay-Lussac (ley Charles), la ecuacin de estado de gas ideal. Constante R y
concepto de mol. Presin de un gas derivado de la teora cintica, energa
cintica y temperatura, ley de Dalton de presiones parciales, ley de efusin de
Graham, colisiones moleculares.
Gases reales.
Ecuacin de van der Walls, ley de estados correspondientes, otras ecuaciones
de estado, la ecuacin virial.
3. PRIMERA LEY DE TERMODINMICA. Estados y funciones de estado, estados de equilibrio y reversibilidad.
Energa, calor y trabajo: procesos a volumen constante, procesos a presin
constante, entalpa, capacidad calorfica.
Termoqumica. Clculo de cambios de entalpa, relacin H y U, dependencia de H de T.
4. SEGUNDA Y TERCERA LEY. La escala de temperatura Termodinmica, la entropa, segunda ley, clculo de
los cambios de entropa, la tercera ley de la termodinmica.Condiciones para el
equilibrio. Temperatura y presin constante: la energa de Gibas, temperatura y
volumen constante: la energa de Helmholtz, energas de Gibbs de formacin,
ecuacin de Gibbs-Helmholtz.
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NOMBRE DE LAS PRCTICAS
PRCTICA 1: Medidas de Seguridad en el Laboratorio.
PRCTICA 2: Medicin de Propiedades Fisicoqumicas
PRCTICA 3: Leyes de los Gases Ideales
PRCTICA 4: Energa de Reaccin
PRCTICA 5: Entalpia de Neutralizacin
PRCTICA 6: Leyes de la Termodinmica
PRCTICA 7: Entalpa de Formacin de Sales de Amonio
PRCTICA 8: Calor Diferencial de Disolucin
PRCTICA 9: Proyecto
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docentes: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Conocer el programa del laboratorio, las polticas de evaluacin y la organizacin general del curso.
Sesin Actual: 1 /12 Fecha: Prctica No. 1:.PROGRAMA Y POLTICAS DEL CURSO
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Programa y Polticas del Curso
3 horas 1. Presentacin de los Docentes 2. Entrega del Programa y Manual del
Laboratorio. 3. Explicacin de los criterios de evaluacin. 4. Explicacin de llenado y contenido de la
bitcora y elaboracin de reportes de las prcticas del laboratorio.
5. Distribucin de temas de medidas de seguridad para exponer en la prxima sesin.
Programa
Manual de Laboratorio
Reglamentos
Bibliografa recomendada
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Conocer y aplicar las medidas de seguridad bsicas en el laboratorio de Fisicoqumica.
Sesin Actual: 2 /12 Fecha: Prctica No. 2:.MEDIDAS DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Medidas de Seguridad
3 horas 6. Localizar el lugar para guardar mochilas y otras cosas personales.
7. Organizar equipos de 4 personas para trabajar en esta sesin.
8. Realizar un plano, del laboratorio de Fisicoqumica.
9. Preparar soluciones. 1 M de cloruro de sodio considerando:
10. Manejo correcto de la balanza analtica.
11. Disposicin de reactivos de acuerdo a lo establecido en la normatividad vigente.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Balanza Analtica
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Medir experimentalmente algunas propiedades fisicoqumicas (densidad, viscosidad, tensin superficial y conductividad) y determinar los errores experimentales involucrados en dichas determinaciones.
Sesin Actual: 3 /12 Fecha: Prctica No. 3: MEDICIN DE PROPIEDADES FISICOQUMICAS
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Medicin de Densidad utilizando un
mtodo relativo.
Determinacin de la viscosidad
mediante el viscosmetro de
Ostwald.
Determinacin de la Tensin
Superficial con el Estalagnmetro.
Determinacin del Conductividad
mediante un conductmetro.
3 horas 1. Manejo correcto de la balanza analtica, el picnmetro el viscosmetro de Ostwald, el Estalagnmetro y e Conductmetro para determinar tales propiedades fisicoqumicas.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Balanza Analtica
Viscosmetro
Estalagnmetro
Conductmetro
Picnmetro
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
Mecanismo de evaluacin:
Prereporte 20%
Desarrollo Experimental .50%
Reporte 30%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional: No hay
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: En base a los resultados obtenidos, el alumno describir como dependen las propiedades de un gas de las condiciones en que se encuentre. Deducir la relacin matemtica entre el volumen, la presin y la temperatura, respectivamente.
Sesin Actual: 4 /12 Fecha: Prctica No. 4: LEYES DE LOS GASES IDEALES
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Ley de Boyle
Ley de Gay-Lussac o Charles
3 horas 1. Revisin bibliogrfica previa. 2. Registro de datos de experimentales. 3. Reporte de resultados en una tabla y
grficamente y verificacin de las Leyes de Charles y Boyle.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Reactivos Qumicos
Termmetro
Regla
Mechero de Bunsen
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Presentacin de anteproyectos para revisin y aprobacin. Revisin del avance de en bitcora y reportes de laboratorio.
Sesin Actual: 5 /12 Fecha: Prctica
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Todos
3 horas 1. Se presentan anteproyectos para su aprobacin.
2. Se aclaran dudas para la realizacin del proyecto.
Bibliografa recomendada
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Proyecto .30% (de la calificacin final) Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
Mecanismo de evaluacin:
Prereporte 20%
Desarrollo Experimental .50%
Reporte 30%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional: No hay
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: En base a los resultados obtenidos experimentalmente, el alumno calcular la cantidad de calor transferida debido a la disolu cin de algunos compuestos qumicos, y la cantidad de calor transferida en la reaccin de descomposicin.
Sesin Actual: 6/12 Fecha: Prctica No. 5: ENERGA DE REACCIN
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
1. Determinacin del calor de
disolucin de 1 mol de carbonato
de sodio (Na2CO3) 2. Calor transferido cuando se
descompone un mol de perxido de
hidrogeno (H2O2) en solucin
acuosa.
3 horas 1. Explicar el uso correcto del calormetro. 2. Calibrar los termmetros. 3. Explicacin de los clculos
correspondientes. 4. Recogida de datos para calcular el calor de
disolucin. 5. Recogida de datos para determinar el calor
de descomposicin. 6. Construir grfica T vs t para determinar T. 7. Determinacin de H de en ambos casos.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Calormetro
Termmetros
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: En base a los resultados obtenidos experimentalmente, el alumno calcular la cantida d de calor transferida al efectuarse una reaccin y determinar la entalpa de neutralizacin.
Sesin Actual: 7 /12 Fecha: Prctica No. 6: Entalpa de Neutralizacin.
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Eseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Entalpa de Neutralizacin
1 horas Reafirmar el uso correcto del calormetro. Explicar la calibracin de los termmetros. Explicacin de los clculos correspondientes. Determinacin de la constante calorimtrica. Recogida de datos para calcular el calor de disolucin. Recogida de datos para determinar el calor de neutralizacin. Construir grfica T vs t para determinar T. Determinacin de H de neutralizacin.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Calormetro
Termmetros
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay.
Mecanismo de evaluacin:
Prereporte 20%
Desarrollo Experimental .50%
Reporte 30%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional: No hay
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay.
RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
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UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo:. Determinar los cambios termodinmicos que ocurren al efectuar una reaccin qumica. Determinar la relacin que existe entre las propiedades termodinmicas.
Sesin Actual: 8/12 Fecha: Prctica No. 7: Leyes de la Termodinmica.
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Leyes de la Termodinmica.
3 horas 1. Explicar el montaje del equipo para realizar el experimento.
2. Explicar el fundamento terico para determinar el calor de reaccin a presin constante y el cambio de energa interna.
3. Recogida y registro de datos
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES, MARIANO
PARGA, BLANCA DELIA PESCADOR
Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: El alumno calcular la entalpa de formacin del cloruro de amonio, del nitrato de amonio y del sulf ato de amonio, a partir de datos obtenidos experimentalmente y de algunos reportados en la literatura. .
Sesin Actual: 9/12 Fecha: Prctica No. 8: ENTALPA DE FORMACIN DE SALES DE
AMONIO
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Entalpa de Formacin de Sales de
Amonio
3 horas 1. Explicar la determinacin de la constante calorimtrica.
2. Explicar y determinar la entalpa de formacin de la sal de amonio aplicando la Ley de Hess.
Manual de Laboratorio
Material de Cristalera
Calormetro
Termmetros
Reactivos Qumicos
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Permitir la integracin y aplicacin de los conocimiento adquiridos en la UDI de termodinmica.
Sesin Actual: 10 /12 Fecha: Prctica No. 9: Proyecto Final
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Termodinmica
3 horas 1. Revisn final del proyecto que se presentar.
Literatura recomendada
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Permitir la integracin y aplicacin de los conocimiento adquiridos en la UDI de termodinmica.
Sesin Actual: 11 /12 Fecha: Prctica No. 9: Proyecto Final
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Termodinmica
3 horas 1. Los alumnos exponen su proyecto por equipos.
Literatura recomendada
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RECOMENDACIONES DE LAS ACTIVIDADES
UDI: FISICOQUMICA Docente: MA. DEL REFUGIO CUEVAS FLORES Nmero Total de Sesiones: 12
Objetivo: Permitir la integracin y aplicacin de los conocimiento adquiridos en la UDI de termodinmica.
Sesin Actual: 12 /12 Fecha: Prctica No.
Tema
Tiempo
estimado
Actividades de Enseanza-Aprendizaje sugeridas
(Mtodos y tcnicas)
Recursos didcticos
(Medios y materiales)
Termodinmica
3 horas 1. Los alumnos entregan sus bitcoras y reportes para revisin.
Literatura recomendada
Laboratorio de Fisicoqumica
Mecanismo de evaluacin de la prctica:
Prereporte y Desarrollo Experimental en la Bitcora .30%
Reporte 40%
Medidas de seguridad: De acuerdo al reglamento establecido en el Manual.
Salud ocupacional:
Disposicin de desechos qumicos, fsicos y biolgicos : No hay
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CRITERIOS DE EVALUACIN
Bitcora (Prereporte y Desarrollo) 30%
Reportes 40%
Proyecto 30%
Se evala cada prctica con los criterios anteriores. La realizacin de la prctica es
obligatoria para tener derecho a ser evaluada. No reponen prcticas. Sin justificante
por causas graves para reponer la prctica tendr que presentarse en otro horario y/o
da de la misma semana en que incurri en la falta.
BIBLIOGRAFA DE APOYO:
1. Keith J. Laidler, John H. Meiser., Fisicoqumica, 1a ed. CECSA., 3a reimp. Mxico, 2002.
2. Levine, I. N. Fisicoqumica, 4Ed. Vol. I, Espaa, McGraw-Hill, 1996. 3. Ernesto Ureta Barrn., FISICOQUMICA. El equilibrio Qumico. LIMUSA.
Mx., 1971.
4. Castellan, G. W., Fisicoqumica, 2a ed. U:S:A., addison-Wesley Iberoamericana, 1987.
5. Donald T. Haynie., Biological Thermodynamics. CAMBRIDGE. U.NIVERSITY PRESS 2001.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA:
1. Levine, P. W., Fisicoqumica, 3a ed. U.S.A., Adison-Wesley Iberoamericana, 1991.
2. Clyde R. Metz, Fisicoqumica, 2a Ed. Serie Schaum, Mc. Graw-Hill, 1991. 3. David W. Ball, Physical Chemistry, U.S.A., Thomson, Books/Cole, 2003.