Dades generals

Curs acadèmic:
2009
Descripció:
Catàlisi heterogènia. Zeolites. Polímers. Materials amb propietats elèctriques, magnètiques, òptiques i mecàniques.
Crèdits:
6
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:
MIGUEL COSTAS SALGUEIRO  / XAVIER RIBAS SALAMAÑA

Competències

  • Conèixer els aspectes més importants de la terminologia química: nomenclatura, convencions i unitats
  • Conèixer les reaccions químiques més importants i les seves característiques
  • Conèixer les característiques dels diferents estats de la matèria i els models teòrics que els descriuen
  • Conèixer la cinètica dels canvis químics, incloent la catàlisi, i la seva aplicació a la interpretació mecanística de les reaccions químiques
  • Conèixer la relació entre les propietats macroscòpiques de les substàncies i les propietats individuals del àtoms i molècules que les formen, incloent macromolècules tant naturals com sintètiques
  • Capacitat de demostrar els coneixements adquirits i la comprensió dels seus fets essencials: conceptes, principis i teories
  • Capacitat d’aplicar els coneixements adquirits a la resolució de problemes comuns tant de naturalesa qualitativa com quantitativa
  • Capacitat d’avaluar, interpretar i sintetitzar dades i informació química
  • Capacitat d’anàlisi i resolució de problemes, tant de naturalesa qualitativa com quantitativa
  • Capacitat per aprendre, necessària per continuar el propi desenvolupament professional
  • Capacitat d’anàlisi i síntesi
  • Capacitat d’organització i planificació

Altres Competències

  • Catàlisi heterogènia. Zeolites. Polímers. Materials amb propietats elèctriques, magnètiques, òptiques i mecàniques

Continguts

1. TEMA 1. Catàlisis Homogènia i heterogènia

          1.1. Conceptes bàsics: a)Descripció de catalitzador b)Catàlisi Homogènia i Heterogènia c)Eficiència Catalítica d)Cicles Catalítics e)Diagrames Energètics

          1.2. Propietats dels catalitzadors

          1.3. Catàlisi Homogènia. 1.3.1. Tipus de Reaccions 1.3.2. Algunes reaccions importants: a) Hidrogenació d’alquens b) Hidroformilació d’alquens c) Procés Wacker d’oxidació d’alquens d) Hidrocianació e) Gas d’aigua f) Metàtesis d’olefines g) Polimeritzacions i Oligomeritzacions

          1.4. Catàlisi Heterogènia 1.4.1. Tipología del catalitzadors heterogenis 1.4.2. Característiques dels catalitzadors heterogenis 1.4.3. Els passos en el cicle catalític: a) Quimisorció i desorció b) Migració de la superfície 1.4.4. Processos industrials que es fan a través de catàlisi heteogènia: a) Hidrogenació d’alquens b) Síntesis de NH3 c) Oxidació de SO2 d) Interconversió d’aromàtics a les zeolites e) Electrocatàlisi

2. TEMA 2. Zeolites

          2.1. Definició, composició i estructura. Cavitats i Canals 2.2. Síntesis de les zeolites 2.3. Caracterització de les zeolites 2.3.1. Difracció de raigs X 2.3.2. Difracció de neutrons 2.3.3. RMN d’estat sòlid 2.4. Usos de les zeolites 2.4.1. Agents deshidratants 2.4.2. Intercanviadors de ions 2.4.3. Adsorbents 2.4.4. Catalitzadors 2.5. Zeolites tipus vaixell en ampolla

3. TEMA 3. Polímers

          3.1. Definicions 3.2 Tipus de Monòmers 3.3 Tipus de polímers 3.4 Nomenclatura de polímers 3.5 Pes molecular 3.6 Estructura tridimensional dels polímers 3.7 Variació del Veff amb la Ta 3.8 Classificació dels polímers segons les seves propietats mecàniques 3.9 Classificació dels polímers segons el seu comportament amb la temperatura

4. TEMA 4. Mecanismes de polimerització

          4.1. Mecanismes de polimerització 4.2. Polimerització gradual 4.3. Expressió cinètica 4.4. Distribució de masses moleculars en les polimeritzacions de creixement gradual 4.5. Expressions cinètiques de les reaccions radicalàries 4.6. Termodinàmica de les reaccions radicalàries 4.7. Polimerització d’addició aniònica 4.8. Polimerització d’addició catiònica 4.9. Tractaments Cinètics

5. TEMA 5. Copolímers

          5.1. Definició 5.2. DRIFTS de composició 5.3. Tractament cinètic de la copolimerització 5.4. Definicio de f i F 5.5. Casos particulars

6. TEMA 6. Estereoquímica de polímers i Determinació de Pesos Moleculars

          6.1. Tipus d’isomeria a) Isomeria arquitectural b) Isomeria orientacional c) Isomeria configuracional d) Isomeria geomètrica 6.2. Tacticitat 6.3. Síntesi estereoespecífica de polímers

          6.2. Determinació Pes Molecular de Polímers. Distribució de Pesos Moleculars. Mètodes Absoluts i Mètodes Relatius. Solubilitat des Polímers.Densitat d'energia de cohesió. Paràmetres de solubilitat. Propietats Coligatives i nombre promig de pes molecular. Determinació de PM mitjançant pressió osmòtica. Dispersió de la llum per la mesura de la massa molecular absoluta. Ultracentrifugació. Mètodes directes; Viscositat, òsmometria en fase vapor, cromatografia de permeació en gel.

7. TEMA 7 – Propietats elèctriques dels sòlids

          7.1. Propietats Elèctriques dels Sòlids 7.2 Conductivitat elèctrica 7.3. Teoria de Bandes a) Nivell de Fermi b) Densitat d’estats 7.4. Teoria de l’electró lliure 7.5. Elements del Grup 14 (C, Si, Ge, Sn, Pb): aïllants, semiconductors i metalls 7.5.1 Semiconductors intrínsecs i extrínsecs 7.5.2. Unions p-n (diodes rectificadors) 7.6. Òxids i sulfurs de metalls de transició: diferents comportaments elèctrics A) Monòxids (M2+O2-) B) Diòxids i disulfurs (M4+(O2-)2) C) Òxids no-estequiomètrics tipus MO D) Espineles E) Perovskites 7.8. Supercondutors 7.8.1. Teoria de la Superconductivitat 7.8.2. Aplicacions de HTSC 7.9. Conductivitat iònica en sòlids

8. TEMA 8 - Propietats elèctriques dels sòlids de baixa dimensionalitat

          8.1. Sòlids de baixa dimensionalitat 8.2. Sòlids Bidimensionals 2D 8.2.1 Grafit 8.2.2 Compostos d’intercalació del grafit 8.2.3 TiS2. Exemple de compostos amb metalls de transició amb electrons d deslocalitzats. 8.3. Sòlids Monodimensionals 1D 8.3.1 Compostos de Pt formant cadenes 8.3.1.1. Teorema de Peierls 8.3.2 Metalls Moleculars 8.3.2.1. TTF-TCNQ (any 1973) 8.3.2.2. (TMTTF)2X / (TMTSF)2X (X= ClO4-, Br-, PF6-) – Sals de Bechgaard (any 1980) 8.3.2.3. Família (BEDT-TTF)2X (X = I3, IBr2,…) 8.4. Altres materials moleculars 8.4.1. Híbrids orgànics-inorgànics multifuncionals 8.4.2. Semiconductors Orgànics aplicats a Transistors d’Efecte Camp (OFET) 8.5. Polímers Orgànics Conductors 9.5.1. Poliacetilè 9.5.1.1. Dopatge de poliacetilè 9.5.2. Poliparafenilè i polipirrol

9. TEMA 9 – Propietats magnètiques dels sòlids

          9.1. 9.0. Magnetisme-Introducció. 9.1. Propietats Magnètiques dels Sòlids 9.1.1. Comportament de les substàncies davant d’un camp magnètic 9.1.2. L’efecte de la temperatura: llei de Curie i Curie-Weiss 9.1.3. Moments magnètics 9.2. Metalls ferromagnètics 9.2.1. Dominis ferromagnètics 9.2.2. Imans permanents 9.3. Compostos ferromagnètics – Diòxid de Crom 9.4. Antiferromagnetisme – monòxids de metalls de transició 9.5. Ferrimagnetisme - ferrites 9.6. Imans unimoleculars (dimensions nanoscòpiques)

10. TEMA 10 – Propietats Òptiques dels Sòlids

          10.1. 10.1. Fotoluminiscència: fluorescència i fosforescència. 10.1.1. Materials Fotoluminiscents- desplaçament d’Stokes 10.1.2. Model de la Coordenada Configuracional 10.1.3. Exemples de materials luminiscents. Llums fluorescents i pantalles TV. 10.1.4. Materials fotoluminiscents Anti-Stokes 10.2. Làsers 10.2.1 Làser de rubí 10.2.2 Làser de neodimi (Nd) 10.2.3 LEDs i Làsers semiconductors 10.2.4 Exemples d’aplicació dels làsers. Memòries òptiques en CD i DVD 10.3. Fibres Òptiques

11. TEMA 11 – Materials i Propietats Mecàniques

          11.1. 11.1. Materials Metàl•lics. 11.1.1. Propietats mecàniques dels materials metàl•lics 11.1.1.1. Deformació 11.1.1.2. Ductilitat 11.1.1.3. Duresa 11.1.2. Aliatges Metàl•lics 11.1.2.1. Fèrrics 11.1.2.1.1. Acers 11.1.2.1.2. Foses 11.1.2.2. No-fèrrics 11.2. Materials Ceràmics 11.2.1 Vidres 11.2.2 Productes d’argila 11.2.3 Ciment 11.3. Materials Compostos (Composites) 11.3.1 Materials compostos reforçats amb partícules 11.3.1.1 Formigó 11.3.2 Materials compostos reforçats amb fibres 11.3.3 Materials compostos estructurals 11.4. Nous materials 11.4.1 Aerogels ANNEX 11.1. Diagrames de fase en aliatges metàl•lics

          11.2. Propietats dels catalitzadors 1.3. Catàlisi Homogènia. 1.3.1. Tipus de Reaccions 1.3.2. Algunes reaccions importants: a) Hidrogenació d’alquens b) Hidroformilació d’alquens c) Procés Wacker d’oxidació d’alquens d) Hidrocianació e) Gas d’aigua f) Metàtesis d’olefines g) Polimeritzacions i Oligomeritzacions 1.4. Catàlisi Heterogènia 1.4.1. Tipología del catalitzadors heterogenis 1.4.2. Característiques dels catalitzadors heterogenis 1.4.3. Els passos en el cicle catalític: a) Quimisorció i desorció b) Migració de la superfície 1.4.4. Processos industrials que es fan a través de catàlisi heteogènia: a) Hidrogenació d’alquens b) Síntesis de NH3 c) Oxidació de SO2 d) Interconversió d’aromàtics a les zeolites e) Electrocatàlisi

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Total 0 0 0

Bibliografia

  • Askeland, Donald R (cop. 2001). Ciencia e ingeniería de los materiales. Madrid: International Thomson Editores. Catàleg
  • West, Anthony R (1988). Basic solid state chemistry. Chichester [etc.]: Wiley. Catàleg
  • Smart, Lesley, Moore, Elaine (1992). Solid state chemistry, : an introduction. London [etc.]: Chapman & Hall. Catàleg
  • Solid state chemistry, : compounds (1992). Oxford: Clarendon Press. Catàleg
  • West, Anthony R (1984). Solid state chemistry and its applications. Chichester [etc.]: Wiley & Sons. Catàleg
  • Callister, William D (1995). Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales. Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Wells, A.F (1978). Química inorgánica estructural. Barcelona [etc.]: Reverté. Catàleg
  • Alcock, N.W (c1990). Bonding and structure, : structural principles in inorganic and organic chemistry. New York [etc.]: Ellis Horwood. Catàleg
  • Bard, Allen J, Faulkner, Larry R (1980). Electrochemical methods, : fundamentals and applications. New York [etc.]: Wiley & Sons. Catàleg
  • Billmeyer, Fred W (1984). Textbook of polymer science. Singapore [etc.]: Wiley & Sons. Catàleg
  • Shriver, Duward F., Atkins, P. W., Langford, Cooper Harold (1999). Inorganic chemistry (3rd ed.). Oxford [etc.]: Oxford University Press. Catàleg
  • Harry R. Allcock, Frederick W. Lampe, James E. Mark (2003). Contemporary Polymer Chemistry (3rd). New Jersey: Pearson, Prentice Hall.

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %

Qualificació

Tipus d'exàmens:
L'avaluació es realitzarà mitjançant un exàmen teòric al final del curs. L'exàmen serà representatiu del temes desenvolupats pel professor al llarg del curs.

Assignatures recomanades

  • Ampliació de química inorgànica
  • Compostos de coordinació