Fisicoquímica Avanzada

Otoño 1999

Maestro: Dr. Víctor Manuel Rosas García
Laboratorio de Química Computacional
Tel. 329-4010 ext. 6250
E-mail: vrosas@ccr.dsi.uanl.mx

Libro de texto recomendado: Fisicoquímica de P. W. Atkins (tercera edición).
El libro de Atkins no cubre todos los temas, pero cubre un buen número de ellos.  Además contiene una gran cantidad de material para recordar conceptos básicos y tiene secciones de problemas que permiten practicar los conceptos aprendidos. Además es un buen libro de fisicoquímica general.

Temario

Temario
Química de Superficies Secciones de libro de texto.
  1. Introducción
  2. Concepto intuitivo de superficie
  3. ¿Qué es una superficie?
  4. Procesos en superficies sólidas
  5. Base molecular de las propiedades de una superficie
  1. Tensión superficial
    1. Definición física y termodinámica
    2. Derivación de la ecuación de energía superficial
    3. Derivación de la ecuación de Laplace
  3. Métodos de medición
    1. Ascenso capilar
      1. Sencillo
      2. Diferencial
    3. Anillo
    4. Peso de la gota
    5. Placa de Wilhelmy
  5. Efecto de la temperatura sobre la tensión superficial
  6. Efecto de un soluto sobre la tensión superficial de un líquido
  7. Película superficial (Isoterma de adsorción de Gibbs)
  8. Adsorción
    1. Concepto intuitivo de adsorción
    2. Tipos de adsorción
      1. Física
      2. Química
    4. Tipos de isoterma de adsorción
    5. Capas monomoleculares
      1. Langmuir-Blodgett
      2. Autoensamblada
  10. Catálisis heterogénea
    1. Aspectos generales de catálisis
    2. Mecanismo de acción de un catalizador heterogéneo
    3. Cinética de los procesos catalíticos heterogéneos
    4. Ejemplos de procesos industriales que utilizan catalizadores heterogéneos
      1. Síntesis de amoniaco
      2. Proceso de Fischer-Tropsch
      3. Reformación catalítica
      4. Hidrogenación de etileno
  1. 31.1
    1. Apuntes
    2. Apuntes
    3. Apuntes
    4. 24.2
  3. 7.6
  4. Apuntes
  5. Apuntes
  6. Apuntes
  7. Apuntes
  8. Apuntes
  9. Apuntes
  10. Apuntes
  11. Apuntes
  12. Apuntes
  13. Apuntes
  14. Apuntes
  15. Apuntes
  16. Apuntes
  17. 31.2
    1. Apuntes
    2. Apuntes
      1. Apuntes
      2. Apuntes
    4. 31.3
    5. Apuntes
      1. Apuntes
      2. Apuntes
  19. 31.4
    1. Apuntes
    2. Apuntes
    3. Apuntes
    4. Apuntes
      1. Apuntes
      2. Apuntes
      3. Apuntes
      4. Apuntes
Química de Coloides Secciones de libro de texto.
  1. Introducción
    1. Concepto de dispersión
    2. Tipos de dispersiones coloidales
    3. El Sol de Au de Faraday
    4. Bases moleculares de la formación de coloides
  2. Preparación de coloides
    1. Disgregación
    2. Condensación
  3. Comportamiento de los coloides
    1. Propiedades cinéticas
      1. Movimiento browniano
      2. Difusión
      3. Sedimentación
      4. Osmosis
    2. Purificación de coloides
    3. Propiedades ópticas
      1. Efecto Tyndall
      2. Dispersión de luz
    4. Propiedades eléctricas
      1. Modos en que una superficie puede adquirir carga
      2. Potencial eléctrico en una interfase
      3. Teorías de la doble capa eléctrica
        1. Helmholtz
        2. Gouy-Chapman
        3. Gouy-Chapman-Stern
      4. Electro-ósmosis y potencial de flujo
      5. Electroforesis y potencial de sedimentación
    5. Estabilización y destrucción de coloides.
  4. Surfactantes
    1. Clasificación
      • Aniónicos
      • Catiónicos
      • No iónicos
      • Anfóteros
    2. Micelas
    3. Bicapas
    4. Vesículas
    5. Aplicaciones de los surfactantes
  5. Emulsiones
    1. Concepto intuitivo de una emulsión
    2. Agentes emulsificantes
    3. Tipos de emulsiones
      1. Regla de Bancroft
      2. Balance hidrofílico-lipofílico
        1. Concepto de HLB
        2. Aplicación del HLB
  6. Geles
    1. Agentes gelantes
    2. Aplicaciones de los geles.
  1. 25.3
    1. 9.1b
    2. Apuntes
    3. Apuntes
    4. Apuntes
  2. Apuntes
    1. Apuntes
    2. Apuntes
  3. Apuntes
    1. Apuntes
      1. Ap. 27.1
      2. 27.2 y 27.3
      3. 8.3 y 25.1a-c
      4. 25.1d-f
    2. Apuntes
    3. Apuntes
      1. Apuntes
      2. 25.1j
    4. Apuntes
      1. Apuntes
      2. 11.3c y 11.4
      3. 25.3d y 32.1a
        1. Apuntes
        2. Apuntes
        3. Apuntes
      4. Apuntes
      5. Apuntes
    5. Apuntes
  4. Apuntes
    1. Apuntes
      • Apuntes
      • Apuntes
      • Apuntes
      • Apuntes
    2. 25.3c
    3. Apuntes
    4. Apuntes
    5. Apuntes
  5. Apuntes
    1. Apuntes
    2. Apuntes
    3. Apuntes
      1. Apuntes
      2. Apuntes
        1. Apuntes
        2. Apuntes
  6. Apuntes
    1. Apuntes
    2. Apuntes

Para alguna duda acerca del vocabulario usado en clase, consulta el glosario

Evaluación del curso (todos los exámenes son acumulativos):
 
 
 

Actividad % de calif.
Primer parcial 10
Medio término 20
Tercer parcial 10
Final 20
Presentación oral 15
Reporte de la presentación 15
Participación en clase 10

 
 
 
 
 
Calendario de actividades
Fecha Tema o evento Fecha Tema o evento Fecha Tema o evento
16 de ago. Presentación del curso 
Introducción		 27 de sep. Problemas de difusión y Sedimentación. 8 de nov. Estabilización y destrucción de coloides
17 Tensión superficial. Definición. 28 Sedimentación y problemas 9
18 Presentación del curso 
de lab. FQ II		 29 Terminar problemas de sedimentación. Osmosis. 10 Surfactantes. Clasif. Micelización.
19 Ec. de energía superficial 30 de sep. Problemas de ósmosis. 11 Bicapas y vesículas
23 Ec. de Laplace.  Métodos de medición.  4 de oct. Exámenes de lab y 
Purif. de coloides.		 15 Aplicaciones de los surfactantes.
24 Temp. vs tensión sup.  Efecto de un soluto sobre la tensión superficial. Película sup. 5 Exámenes de lab 16 Emulsiones.
Concepto. Tipos.
25 Adsorción. Concepto.
Tipos de adsorción.		 6 Exámenes de lab 17 Emulsificantes. Mec. de estabil.
26 Tipos de isoterma de ads. 7 Exámenes de lab y 
repaso de dudas.		 18 Tipo de emulsión. Regla de Bancroft.
30 Capas monomoleculares 11 Ex. de Medio Término. 22 HLB. Uso del HLB.
31 12 Ex. de Medio Término. 23 Aplicaciones de las emulsiones.
1 de sep. Catálisis heterogénea. Gener. Mecanismo de acción. 13 Ex. de Medio Término. 24 Geles
2 14 Ex. de Medio Término. 25 Pres. orales
6 Primer parcial 18 Prop. ópticas. Efecto Tyndall 29 Ex. de lab. y
Pres. orales
7 Cinética de procesos catalíticos heterogéneos 19 Dispersión de luz 30 Ex. de lab. y
Pres. orales
8 Ejemplos de procesos industriales 20 1 de dic. Ex. de lab. y
Pres. orales
9 21 Prop. eléctricas. Modos de adquirir carga. 2 Ex. de lab. y
Pres. orales
13 Intro. a Coloides. Concepto y tipos. 25 Potencial eléctrico en una interfase 6 Ex. finales
14 El sol de Au de Faraday y bases moleculares 26 Teorías de la doble capa eléctrica. 7 Ex. finales
15 Prep. de coloides. Disgregación 27 8 Ex. finales
16 ASUETO 28 Electroósmosis y potencial de flujo 9 Ex. finales
20 Condensación. 1 de nov. Electroforesis y potencial de sedimentación 13 Ex. finales
21 Propiedades cinéticas. Mov . browniano. 2 14 Ex. finales
22 Difusión y problemas 3 15 Ex. finales
23 de sep. 4 de nov. Tercer parcial 16 de dic. Ex. finales

Problemarios

Laboratorio de problemas 1
Laboratorio de problemas 2

Bibliografía

Adamson, A. W. A Textbook of Physical Chemistry Academic Press: New York; 1973

Adamson, A. W. Physical Chemistry of Surfaces 5th ed. John Wiley & Sons: New York; 1990

Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications John Wiley & Sons: New York; 1980

Everett, D. H. Basic Principles of Colloid Science Royal Society of Chemistry:London; 1988

Hunter, R. J. Introduction to Modern Colloid Science Oxford University Press:Oxford; 1993

Isenberg, C. The Science of Soap Films and Soap Bubbles Dover Inc.:New York; 1992

Mejía Lira, F.; Morán López, J. L. El Encanto de las Superficies Colección La Ciencia desde México. Vol 111. Fondo de Cultura Económica:México, D.F.; 1992

Myers, D. Surfaces, Interfaces and Colloids, Principles and Applications. VCH Publishers: New York; 1991

Shaw, D. J. Introducción a la Química de Superficies y Coloides Ed. Alhambra, S.A.: Madrid; 1970

Stryer, L. Biochemistry 4th ed. John Wiley & Sons: New York; 1990

Temas para exposición

Los temas describirán la intervención de coloides en:

Fabricación de cosméticos
Fabricación de pinturas
Emulsiones asfálticas
Cerámica sanitaria
 

Formato de las presentaciones:

Introducción. Importancia de la industria en Monterrey.
Vista general del proceso
Descripción de la intervención de la química coloidal en el proceso o en el producto.
Evaluación de qué tanto se requiere la clase de FQ Av. para entender el proceso o producto.

Para aquellos que quieran sugerir un proyecto o tema para exponer, puede ser útil visitar la Biblioteca Virtual de Surfactantes (en inglés). Recopilada por Paul Huibers.

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Encargado de la página: Dr. Víctor Manuel Rosas García.
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Facultad de Ciencias Químicas
Universidad Autónoma de Nuevo León
San Nicolás de los Garza, NL, México.