FACULTAD DE FARMACIA
LICENCIATURA EN FARMACIA


Física aplicada y fisicoquímica (Curso Académico 2009/10)

Tipo: Troncal
Créditos: Teóricos: 8.5. Prácticos: 3.
Curso: Curso 1º. Carácter anual.
 
Programa teórico:

TEMA 1.- Introducción a la Termodinámica. Sistemas termodinámicos. Estado de un sistema. Función de estado. Equilibrio termodinámico. Sistemas modelo: Gases ideales. Ecuación de estado. Mezcla de gases ideales. Desviaciones de la idealidad. Gases reales. Fuerzas de interacción intermoleculares. Ecuaciones de estado. Isotermas de un gas real. Condensación. Ley de los estados correspondientes.

TEMA 2.- Primer principio de Termodinámica. Trabajo y calor. Enunciado del primer principio. Energía interna. Entalpía. Capacidades caloríficas. Experimentos de Joule y Joule-Thomson.

TEMA 3.- Segundo principio de termodinámica. Procesos espontáneos. Enunciado del segundo principio. Máquinas térmicas. Principio de Carnot. Escalas de temperatura. Entropía. Desigualdad de Clausius. Cambios de entropía en procesos reversibles e irreversibles.

TEMA 4.- Equilibrio material. Entropía y equilibrio. Condiciones de equilibrio y espontaneidad a temperatura constante: funciones de Gibbs y de Helmholtz. Relaciones termodinámicas en sistemas de composición constante. Dependencia de la energía libre con la presión y la temperatura. Potencial químico. Condición general de equilibrio material en sistemas cerrados. Equilibrio de fases. Equilibrio químico.

TEMA 5.- Funciones termodinámicas normales de reacción. Valores convencionales de las propiedades termodinámicas. Entalpía normal de formación y reacción. Determinación de los calores de reacción. Influencia de la temperatura en los calores de reacción. Tercer principio: Valores convencionales de la entropía. Energía libre de formación y reacción.

TEMA 6.- Equilibrio químico en mezclas de gases ideales. Potenciales químicos en una mezcla de gases ideales. Equilibrio químico entre gases ideales. Distintas formas de expresar la constante de equilibrio. Influencia de la temperatura en la constante de equilibrio. Desplazamiento del equilibrio químico por cambios en la presión y la temperatura. Equilibrio químico entre gases y fases condensadas puras.

TEMA 7.- Equilibrio de fases en sistemas de un componente. Regla de las fases. Equilibrio de fases en sistemas de un componente. Ecuación de Clapeyron. Equilibrio sólido-líquido. Equilibrios líquido-vapor y sólido-vapor. Ecuación de Clausius-Clapeyron. Transiciones de fase sólido-sólido.

TEMA 8.- Disoluciones ideales. Disoluciones: Tipos, Composición de la disolución. Magnitudes molares parciales. Ecuación de Gibbs-Duhem. Determinación de magnitudes molares parciales. Disolución ideal. Ley de Raoult. Potencial químico de los componentes de una disolución ideal. Funciones de mezcla. Desviaciones de la idealidad. Ley de Henry. Disolución diluida ideal. Disoluciones de gases en líquidos. Equilibrio químico en disoluciones ideales y diluidas ideales.

TEMA 9.- Disoluciones reales. Potencial químico de los componentes de una disolución real. Actividad y coeficientes de actividad. Sistemas de referencia. Relación coeficiente de actividad-presión de vapor. Coeficientes de actividad racionales y prácticos. Funciones de exceso. Equilibrio qu&ímico en disoluciones reales.

TEMA 10.- Disoluciones reales de electrolitos. Disoluciones electrolíticas. Potencial químico en disoluciones de electrolitos. Teoría de Debye-Hückel. Equilibrio químico en disoluciones de electrolitos. Disociación del agua. Constantes de disociación de ácidos y bases débiles. Grado de disociación. Concepto de pH. Efecto del ión común. Producto de solubilidad. Hidrólisis. Disoluciones amortiguadoras.

TEMA 11.- Propiedades coligativas. Propiedades coligativas. Descenso en la presión de vapor. Ascenso ebulloscópico. Descenso crioscópico. Presión osmótica: osmosis. Propiedades coligativas en disoluciones de electrolitos. Aplicaciones de las propiedades coligativas: Osmosis y Tonicidad.

TEMA 12.- Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes (I). Diagrama de fases en sistemas binarios. Equilibrio líquido-vapor en una disolución ideal: Diagramas presión-composición y temperatura-composición. Destilación fraccionada. Equilibrio líquido-vapor en disoluciones reales. Azeótropos.

TEMA 13.- Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes (II). Equilibrio líquido-líquido en sistemas binarios. Destilación de líquidos parcialmente miscibles. Destilación de líquidos inmiscibles. Equilibrio sólido-líquido en sistemas binarios. Análisis térmico. Eutéctico simple. Solubilidad. Sistemas ternarios. Distribución de un soluto entre líquidos inmiscibles

TEMA 14.- Fenómenos de superficie. Tensión superficial e interfacial. Termodinámica de las superficies. Isoterma de adsorción de Gibbs. Sustancias activas superficialmente. Monocapas, micelas, microemulsiones y vesículas.

TEMA 15.- Adsorción en sólidos. Adsorción de gases en sólidos. Fisisorción y quimisorción. Isotermas de adsorción: Freundlich, Langmuir y B.E.T.. Adsorción de solutos en disolución.

TEMA 16.- Electroquímica. Electrostática. Sistemas electroquímicos. Termodinámica de los procesos electroquímicos. Células galvánicas. Pila Daniell. Convenios IUPAC. Medida de la fuerza electromotriz. (F.E.M.). Ecuación de Nernst. Tipos de electrodos. Potenciales normales de electrodos. Clasificación de las células galvánicas. Aplicaciones de la medida de la F.E .M.: Determinación de constantes de equilibrio. Determinación de coeficientes de actividad. Medida del pH.

TEMA 17.- Fenómenos de transporte (I). Características generales. Concepto de flujo. Clasificación de los fenómenos de transporte. Viscosidad. Reología. Velocidad de flujo. Ley de Poiseuille. Coeficiente de fricción. Medida de la viscosidad. Fluidos no newtonianos. Difusión. Primera ley de Fick. Segunda ley de Fick. Medida de coeficientes de difusión. Sedimentación y ultracentrifugación. Ecuación de Svedberg.

TEMA 18.- Fenómenos de transporte (II). Conductividad eléctrica. Medida de la conductividad. Conductividad molar de disoluciones de electrolitos fuertes. Ley de Kolhraush. Ley de migración independiente de los iónes. Número de transporte. Conductividad de disoluciones de electrolitos débiles. Determinación de la constante de asociación. Conductividad térmica.

TEMA 19.- Macromoléculas y coloides. Clasificación de los sistemas dispersos. Dispersiones macromoleculares. Polímeros sintéticos. Biopolímeros. Sistemas coloidales. Coloides termodinámicamente inestables. Emulsiones: Emulgentes. Escala HLB. Espumas y aerosoles. Coloides termodinámicamente estables. Coloides por asociación.

TEMA 20.- Propiedades de los sistemas dispersos. Propiedades friccionales. Viscosidad. Difusión. Sedimentación. Propiedades eléctricas. Doble capa eléctrica. Fenómenos electrocinéticos. Equilibrios de membrana. Diálisis. Presión osmótica. Equilibrio Donnan. Propiedades ópticas.

TEMA 21.- Cinética química. Velocidad de reacción. Orden y molecularidad. Análisis de datos cinéticos experimentales. Método de integración. Método diferencial. Cinética formal de las reacciones simples. Reacciones complejas. Aproximación del estado estacionario. Mecanismos de reacción y ecuaciones de velocidad.

TEMA 22.- Cinética molecular. Influencia de la temperatura en la velocidad de reacción: Ecuación de Arrhenius. Teoría de las colisiones. Teoría del estado de transición: Superficies de energía potencial. Formulación termodinámica de las velocidades de reacción.

TEMA 23.- Catálisis. Mecanismo general de la catálisis. Catálisis homogénea. Catálisis ácido-base. Catáisis heterogénea. Biocatálisis. Cinética de las reacciones enzimáticas. Ecuación de Michaelis-Menten. Inhibición de la catálisis enzimática.

 
Programa práctico:

PRÁCTICA 1.- Cinética de Hidrólisis del acetato de metilo.

PRÁCTICA 2.- Medidas de conductividades eléctricas.

PRÁCTICA 3.- Determinación de pesos moleculares por crioscopía.

PRÁCTICA 4.- Adsorción de ácido oxálico por carbón activo.

PRÁCTICA 5.- Estudio de la formación de un eutéctico simple en un sistema binario.

PRÁCTICA 6.- Valoración potenciacométrica de un ácido triprótico.