Dades generals

Curs acadèmic:
2012
Descripció:
Dissolucions d'electròlits. Conductivitat. Equilibris iònics i electroquímics. Cinètica electròdica. Macromolècules. Polímers. Coloides.
Crèdits ECTS:
3
Idioma principal de les classes:
Català
S’utilitza oralment la llengua anglesa en l'assignatura:
Poc (25%)
S’utilitzen documents en llengua anglesa:
Indistintament (50%)

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 1r semestre
Professorat:
JOAN MIRO AMETLLER

Competències

  • CG1. - Capacitat per analitzar críticament, a partir de la recollida d'informació i la interpretació de dades, situacions complexes i dissenyar estratègies creatives i innovadores per resoldre-les.
  • CG2. - Saber comunicar-se oralment i per escrit en l'àmbit científic i professional, utilitzant les llengües pròpies i l'anglès.
  • Descriure les propietats macroscòpiques de biomolècules, substàncies i altres materials, i relacionar-les amb les propietats dels seus components.
  • Comprendre i aplicar els principis i teories de les reaccions químiques a l'estudi de compostos, biomolècules i materials, així com al desenvolupament de processos.
  • Comprendre i aplicar processos metrològics per a l'obtenció d'informació de qualitat en la resolució de problemes qualitatius i quantitatius relacionats amb la determinació, identificació i caracterització de biomolècules, substàncies i materials.

Continguts

1. Programa I. Electroquímica I.A. Iònica 1. Dissolucions iòniques i equilibris iònics: Dissolucions reals. Dissolucions d'electròlits i dissociació electrolítica. Activitats i coeficients d'activitat iònics. Determinació experimental. Força iònica. Interaccions solut–dissolvent. Teoria de Debye–Hückel. Altres teories. Hidròlisi. Tractament exacte dels equilibris iònics. Associació iònica. Dissolvents no aquosos.

2. Conductivitat electroquímica: Conductors electrònics i elèctrics. Unitats elèctriques. La conductivitat electroquímica. Conductivitat equivalent. Nombres de transport, mobilitats iòniques i conductivitat iònica. Difusió. Teoria d'Arrhenius. Teoria de Debye-Hückel-Onsager. Els efectes Wien i Debye–Falkenhagen. Teoria de Fuoss–Onsager–Hsia de l’associació iònica. Aplicacions de les mesures de conductivitat.

3. La doble capa elèctrica: Interfàcies elèctrode–dissolució. Diferència de potencial elèctrode–dissolució. Termodinàmica de la doble capa elèctrica. Electrocapil•laritat. Models de Helmholtz–Perrin i de Gouy–Chapman. Model d'Stern. Mètodes d'estudi de la doble capa. Fenòmens electrocinètics.

4. I.B. Electròdica 4. Equilibris electroquímics: Convencions de les piles. Mesura de la força electromotriu (fem) en una pila galvànica. Piles patró. Piles reversibles. Potencial normal d'elèctrode. Elèctrodes de referència secundaris. Classificació de les piles galvàniques. Potencial d'unió líquida. Piles químiques. Piles de concentració. Aplicacions de la fem.

5. Transferència de càrrega: Cinètica electroquímica. Cinètica del procés de transferència de càrrega a través de la interfície elèctrode–dissolució. Densitat de corrent. Sobretensió. Equació de Butler–Volmer. Influència de la doble capa. El factor de simetria.

6. Cinètica dels processos d'elèctrode de diverses etapes: Etapes de reacció en els processos d'elèctrode. La difusió. Densitat de corrent límit. Sobretensions de concentració i de reacció. Exemples de reaccions. Acoblament de la reacció química i de la d'elèctrode. Fenòmens d’adsorció i de formació de fases. Electrocatàlisi. Fotoelectròdica.

7. Mètodes experimentals i processos d’interès químic i industrial: Mesures electròdiques. Mètodes estacionaris. Mètodes potenciostàtics. Mètodes galvanostàtics. Mètodes periòdics. Mètodes no electroquímics. Determinació de mecanismes. Formació catòdica d'hidrogen. Reaccions electròdiques de l'oxigen. Comportament electròdic dels complexos metàl•lics. Processos electroorgànics. Aplicacions electroanalítiques. Electrodeposició de metalls. Oxidació anòdica de metalls. Corrosió. Processos electroquímics generadors d'energia.

8. II. Química macromolecular 8. Macromolècules i col•loides: Introducció. Macromolècules. Estructures de les macromolècules. Macromolècules en dissolució. Macromolècules en estat sòlid. Propietats mecàniques. Col•loides. Les interaccions moleculars en els col•loides. Preparació i purificació. Estructura, superfície i estabilitat dels col•loides. Floculació.

9. Cinètica de polimerització: Classificació de polímers segons la síntesi. Cinètica de polimerització d'addició per cadena de radicals. Iniciacions. Longitud cinètica de la cadena. Grau de polimerització. Transferència de cadena. Retardadors i inhibidors. Determinació de les constants de velocitat. Polimerització d'addició per cadena iònica. Polimerització per coordinació (Ziegler–Natta). Reaccions de policondensació.

10. Caracterització de les macromolècules: Distribucions de pesos moleculars. Promig de pesos moleculars. Mètodes experimentals de caracterització. Determinació de grups finals. Pressió osmòtica. Altres propietats col?ligatives. Difusió de la llum. Mètodes de sedimentació. Mètodes de ressonància magnètica. Viscositat. Altres propietats de caracterització.

11. Característiques quimicofísiques d'alguns polímers: Tipus de polímers segons les propietats. Polímers naturals. Copolímers de blocs. Copolímers de Graft. Polímers organometàl•lics. Fibres de polímers aromàtics. Ionòmers. Miscibilitat de polímers. Estabilitat en condicions extremes.

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Anàlisi / estudi de casos 35 40 75
Total 35 40 75

Bibliografia

  • J. Albery (1975). Electrode kinetics. Oxford: Clarendon P..
  • V.S. Bagotzky (1993). Fundamentals of electrochemistry. Nova York: Plenum P.. Catàleg
  • A.J. Bard, L.R. Faulkner (1980). Electrochemical methods: fundamentals and applications. Nova York: J. Wiley & Sons. Catàleg
  • H. Barrera i altres (1984). Qüestions de cinètica química. Barcelona: L'Avenç. Catàleg
  • P.D. Beer (1999). Supramolecular chemistry. Oxford: Oxford U.P.. Catàleg
  • F.W. Billmeyer (1971). Textbook of polymer science (segona). Nova York: J. Wiley & Sons–Interscience. Catàleg
  • M. Blank (1993). Electrochemistry of nerve excitation. Nova York: Plenum P.. Catàleg
  • J. O'M. Bockris, A.K. Reddy (1970). Modern electrochemistry, 2 vols.. Londres: Macdonald & Co.. Catàleg
  • J. O'M. Bockris i altres (1984). Comprehensive teatrise of electrochemistry. Nova York: Plenum P..
  • J. O'M. Bockris (1979). Quantum electrochemistry. Nova York: Plenum P.. Catàleg
  • C.M.A. Brett (1998). Electroanalysis. Oxford: Oxford U.P.. Catàleg
  • R. G. Compton (1996). Electrode potentials. Oxford: Oxford U.P.. Catàleg
  • J.M. Costa (1981). Fundamentos de electródica. Madrid: Ed. Alhambra.
  • P.J. Flory (1953). Principles of polymer chemistry. Ithaca: Cornell U.P..
  • A.C. Fisher (1996). Electrode dynamics. Oxford: Oxford U.P.. Catàleg
  • R.M. Fuoss, P. Accascina (1959). Electrolytic conductance. Nova York: Interscience–J. Wiley & Sons.
  • R.W. Gurney (1953). Ionic processes in solution. Nova York: Dover P.
  • B. Hilbert (1993). Introduction to electrochemistry. Basingstoke: Macmillan P.. Catàleg
  • A. Horta (1991). Macromoléculas. Madrid: UNED. Catàleg
  • E. Julve (2000). Electrodeposición de metales. Barcelona: autor. Catàleg
  • E. Julve (2004). Elelectrodeposición y desposición química. Barcelona: autor. Catàleg
  • A.E. Kaifer (1999). Supramolecular electrochemistry. Weinheim: Wiley - VHC. Catàleg
  • J. Koryta (1991). Ions, electrodes and membranes. Chichester: Wiley & sons. Catàleg
  • P. Molera (1989). Metales resistentes a la corrosión. Barcelona: Marcombo. Catàleg
  • K.B. Oldham (1994). Fundamentals of electrochemical science. San Diego: Academic P.. Catàleg
  • K. Rajeshwar, J. Ibanez (1997). Environmental electrochemistry. S. Diego: Academic P.. Catàleg
  • P.H. Rieger (1994). Electrochemistry. Nova York: Chapman & Hall. Catàleg
  • F. Scholz (ed.) (2002). Electroanalytical methods. Berlin: Springer. Catàleg
  • B. Trémillon (1997). Reactions in solution. Chichester: Wiley & sons. Catàleg
  • B. Trémillon (1973). La química en los disolventes no acuosos. Barcelona: Bellaterra. Catàleg
  • John M. West (1986). Corrosión y oxidación. México: Limusa. Catàleg
  • P. Zanello (2003). Inorganic electrochemistry. Cambridge: Royal Society of Chemistry. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Estudi i discussió de temes concrets (poden ser tipus seminari o consistir en exercicis resolts en equip) Implicació en el seguiment de l'assignatura.
Iniciativa individual.
Adaptació al treball en grup.
20
Presentació d'exercicis resolts pels estudiants Implicació en el seguiment de l'assignatura.
Encert en la solució de problemes.
20
Proves escrites d'avaluació Dues proves de seguiment: la primera per als temes 1 a 7 (70 % de la qualificació d'aquesta activitat) i la segona per als temes 8 a 11 (30 % de la qualificació d'aquest apartat).
La prova de recuperació serà única i inclourà tots els temes.
60

Qualificació

L'objectiu principal de les proves escrites d'avaluació és poder confrontar els objectius planificats en la programació de l'assignatura amb els coneixements assolits per l'estudiant. En el domini cognoscitiu i de l'aprenentatge es valoren: el coneixement de teories, aplicacions, mètodes i instruments, el grau de comprensió dels conceptes, la capacitat d'aplicació i de relació justificada pels objectius concrets del programa, el fet d'assolir un cert estil de raonament i pensament creatiu i de predicció, el domini de tècniques experimentals i de manipulació de dades empíriques, l'anàlisi de propietats i la capacitat de treballar amb problemes reals.
Les proves seran escrites. Constaran de problemes i preguntes teòriques.
No presentar-se a una prova escrita implicarà un zero en l'activitat, que repercutirà en la nota final segons la ponderació prevista. Si l'estudiant no es presenta a una o a cap de les dues proves escrites, podrà tanmateix presentar-se a la prova de recuperació. Si no es presenta a cap de les proves d'avaluació ni a la recuperació, constarà a l'acta com "no presentat".
La qualificació final serà el resultat d'aplicar la ponderació dels percentatges corresponents. No participar en alguna de les activitats que intervene en la ponderació de la nota implicarà un zero en l'apartat corresponent.
L'estudi i discussió de temes concrets i la presentació de problemes resolts no són activitats recuperables.
La prova de recuperació és única. només s'hi pot presentar l'estudiant que obtingui una qualificació inferior a 5'00 un cop aplicada la ponderació de les activitats avaluables. La prova de recuperació implica la renúncia a les notes obtingudes a les proves escrites parcials, però no a les notes de les altres activitats avaluables. La qualificació de la prova de recuperació representarà el 60 % de la qualificació final, ja que es combinarà amb les qualificacions de les altres activitats avaluables.
L'estudiant que tingui dret a la prova de recuperació i no s'hi presenti tindrà la qualificació obtinguda per la ponderació de les activitats avaluables que ja havia obtingut.
S'interpreta que per superar l'assignatura cal obtenir almenys una qualificació de 5'00.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
S'aplicarà la qualificació de "no presentat" quan l'estudiant no hagi comparegut a cap de les proves d'avaluació puntuables o a la prova de recuperació.
L'estudiant es considerarà presentat si entra a l'aula on s'efectua qualsevol de les proves puntuables o de recuperació.

Observacions

Regularment,es dedicarà un temps a la resolució de problemes i d'exercicis i es proposaran a l'estudiant exercicis complementaris perquè els pugui resoldre individualment o en equip. Els exercicis estaran relacionats amb el programa de teoria i tenen per objectiu relacionar els coneixements teòrics adquirits amb la seva aplicació pràctica. L'àrea de Química física facilita una col•lecció de problemes.
L'estudi i discussió de temes concrets podrà fer-se si convé mitjançant un fòrum, encara que en general es preferirà la intervenció directa a l'aula.

Assignatures recomanades

  • Termodinàmica bàsica
  • Termodinàmica química i estadística