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35805 - QUÍMICA FÍSICA DE SUPERFÍCIES (2017-18)

Datos generales  

Código: 35805
Profesor/a responsable:
ORTS MATEO, JOSE MANUEL
Crdts. ECTS: 6,00
Créditos teóricos: 1,60
Créditos prácticos: 0,80
Carga no presencial: 3,60

Departamentos con docencia

Estudios en los que se imparte



Competencias y objetivos

Contexto de la asignatura para el curso 2017-18

Esta asignatura obligatoria forma parte del Módulo Fundamental, y se dirige a la adquisición de conocimientos básicos de carácter químico-físico sobre los sistemas interfaciales, incluyendo líquidos, sólidos, interfases electrificadas y distintos tipos de coloides.

 

 

 

Competencias de la asignatura (verificadas por ANECA en grados y másteres oficiales)

Competencias Generales del Título (CG)

  • CG1 : Desarrollar un aprendizaje autodirigido o autónomo de profundización en la materia.
  • CG2 : Seguir e interpretar críticamente los últimos adelantos en la teoría y la práctica de la Ciencia de Materiales.
  • CG4 : Llevar a cabo con corrección suficiente la comunicación oral y escrita, en castellano y en inglés, de los contenidos de la materia.
  • CG6 : Utilizar la bibliografía científica, bases de patentes y de legislación.
  • CG7 : Utilizar las herramientas informáticas y las tecnologías de la información.

 

Competencias específicas:>>fundamentales

  • CEF1 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Química del Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF10 : Conocer el concepto de nanomateriales y las principales propiedades que los caracterizan.
  • CEF2 : Conocer los conceptos fundamentales sobre la Física de Estado Sólido para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF4 : Conocer los fundamentos de las técnicas de caracterización principales para su aplicación en el desarrollo de la investigación (en el ámbito académico y profesional) en Ciencia de Materiales.
  • CEF5 : Conocer las propiedades más destacadas de los materiales (mecánicas, eléctricas, ópticas, etc.)
  • CEF6 : Clasificar materiales según propiedades y aplicaciones.
  • CEF7 : Determinar las técnicas de caracterización adecuadas para cada tipo de material.
  • CEF8 : Seleccionar materiales para una determinada aplicación.
  • CEF9 : Interpretar comportamientos y establecer relaciones entre propiedades y estructura.

 

Competencia exclusiva de la asignatura

Sin datos

Resultados de aprendizaje (Objetivos formativos)

Conocimiento de: los conceptos fundamentales de la Ciencia de Materiales, las propiedades principales de los sólidos y las técnicas principales de  caracterización. Establecer relación entre propiedades y estructura.

Objetivos específicos indicados por el profesorado para el curso 2017-18

Obtener conocimientos de las propiedades de sistemas interfaciales y sobre las principales teorías para su descripción a nivel macroscópico y microscópico. Adquirir capacidad de análisis sobre el comportamiento de sistemas interfaciales, incluyendo fases sólidas y líquidas, gases, monocapas, y sistemas coloidales.


Contenidos y bibliografía

Contenidos para el curso 2017-18

Tema 1:  Tensión superficial y capilaridad. Tensión superficial y energía superficial. Interpretación molecular de la tensión interfacial. Ecuación de  Young-Laplace. Ángulo de contacto y capilaridad. Otros métodos de medida de la tensión superficial.

Tema 2:  Termodinámica de las interfases líquidas.  Magnitudes termodinámicas superficiales para sustancias puras. Calor de inmersión de un sólido y ángulo de contacto.  La ecuación de Kelvin. Ecuación de Thompson. La isoterma de Gibbs. Monocapas de Gibbs.

Tema 3Películas superficiales sobre sustratos líquidos. Tensión interfacial y cohesión, adhesión y extensión.  Técnicas experimentales para el estudio de monocapas. Estados de las películas monomoleculares. Reacciones en monocapas.

Tema 4:  Aspectos eléctricos de la Química de Superficies. Tipos de potencial y significado de la diferencia de potencial entre fases. Electrocapilaridad. La doble capa eléctrica. Modelos de Gouy-Chapman, Helmholtz,  de Stern. Modelos estructurales. Adsorción específica. El potencial zeta y los fenómenos electrocinéticos.

Tema 5: Fuerzas intermoleculares y de largo alcance. Fuerzas de Van der Waals: fuerzas de Debye, Keesom y London. Enlaces de hidrógeno. Efecto hidrofóbico. Potenciales modelo. Fuerzas imagen. Fuerzas entre objetos macroscópicos. Teorías de Hamaker, DLVO y de Lifshitz. Determinación experimental de fuerzas entre objetos macroscópicos. Microscopías de fuerzas.

Tema 6: Superficies de sólidos. Descripción de superficies cristalinas. Grupos puntuales y espaciales de simetría. Fenómenos de relajación, reconstrucción, y aumento de rugosidad.    Preparación de sólidos. Transporte de materia en superficies de sólidos. Difusión superficial.     Termodinámica de superficies sólidas. Construcción de Wulff. Cálculo de la energía superficial de sólidos. Adsorción y energía superficia. Medida experimental de energías superficiales. Defectos en sólidos: defectos puntuales y dislocaciones. Función trabajo y métodos de medida. Caracterización estructural de superficies sólidas.

Tema 7: Ángulo de contacto. Mojado. Ecuación de Young. Geometrías de mojado. Medida del ángulo de contacto. Dinámica del mojado. Aplicaciones.

Tema 8: Nucleación y crecimiento de cristales. Teoría clásica de la nucleación. Crecimiento cristalino. Control termodinámico y cinético. Modos de crecimiento.

Tema 9: Surfactantes, micelas y emulsiones. Surfactantes. Concentración micelar crítica. Micelas esféricas, cilíndricas y bicapas. Macroemulsiones. Microemulsiones. 

Práctica 1. Cálculo de energías de adsorción y de barreras de difusión superficial.

Práctica 2. Manejo del microscopio de barrido de fuerzas para medidas estructurales y de fuerzas.

 

 

 

Enlaces relacionados

Sin datos

 

Bibliografía

Foundations of colloid science
Autor(es): Hunter, Robert J.
Edición: Oxford : Oxford University Press, 2009;
ISBN: 978-0-19-850502-0
Categoría: Sin especificar

Physics and chemistry of interfaces
Autor(es): Butt, Hans-Jürgen
Edición: Weinheim : Wiley-VCH, 2006;
ISBN: 978-3-527-40629-6
Categoría: Sin especificar

Intermolecular and surface forces
Autor(es): Israelachvili, Jacob N.
Edición: Amsterdam : Elsevier-Academic Press, 2011;
ISBN: 978-0-12-391927-4
Categoría: Sin especificar

Principles of colloid and surface chemistry
Autor(es): Hiemenz, Paul C
Edición: New York : Marcel Dekker, 1997;
ISBN: 978-0-8247-9397-5
Categoría: Sin especificar

Physical chemistry of surfaces
Autor(es): Adamson, Arthur W.
Edición: New York : John Wiley and Sons, 1997;
ISBN: 0-471-14873-3
Categoría: Sin especificar

Evaluación

Instrumentos y criterios de evaluación 2017-18

- Será requisito imprescindible para aprobar la asignatura que la calificación del examen final sea igual o superior a 4.0 puntos sobre 10.

- El cálculo de la nota final se realizará en función de la calificación obtenida en cada uno de los apartados, de acuerdo al peso especificado. Si el alumno no igualase o superase la nota mínima fijada para el examen final (en cualquiera de sus convocatorias), no podrá aprobar la asignatura, siendo su calificación numérica el valor mínimo entre la media ponderada obtenida y el valor 4.5.

- Las notas que obtanga el alumno en todas las actividades de evaluación continua durante el curso se utilizarán para calcular la media ponderada en cada una de las dos convocatorias anuales.

- En la convocatoria extraordinaria sólo se podrá recuperar el examen final de la asignatura. El resto de actividades no son recuperables.

- No presentado: dicha calificación sólo se asignará a aquel alumnado que no haya participado en ninguna de las actividades de evaluación previstas.

- Convocatoria extraordinaria de diciembre. A los alumnos que hayan realizado las prácticas en cursos anteriores se les conservará su calificación de prácticas. Los alumnos que no hayan realizado las prácticas realizarán una prueba de prácticas de laboratorio. En ambos casos la calificación de prácticas tendrá un peso del 15% de la calificación global. El 85% restante corresponderá a un examen escrito consistente en resolver cuestiones y problemas, sobre el temario completo de la asignatura.

- Todas las actividades de evaluación se realizarán en el horario de las clases de la asignatura, salvo el examen final.

- Los trabajos teórico/prácticos realizados han de ser originales. La detección de copia o plagio en cualquier prueba de evaluación supondrá la calificación de "0" en la prueba correspondiente. Se informará a la dirección de Departamento y del centro sobre esta incidencia. La reiteración en la conducta, en esta u otra asignatura, conllevará la notificación al vicerrectorado correspondiente de las faltas cometidas para que estudien el caso y sancionen según la legislación vigente.

Descripción Criterio Tipo Ponderación
Prácticas de Laboratorio

Se evaluará la capacidad del alumno para desarrollar el trabajo de prácticas, así como la calidad de los informes de prácticas.

Las prácticas de laboratorio no son recuperables.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 15
Prueba teórico-práctica 1

Consistirá  en una serie de preguntas tipo test, cuestiones cortas, y problemas numéricos.

Es una prueba recuperable, tanto en convocatoria ordinaria como extraordinaria. La recuperación se realizará conjuntamente con el examen final.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 15
Trabajo bibliográfico

Se propondrá a cada alumno un tema sobre el que realizar un breve trabajo bibliográfico, que deberá entregar por escrito y exponer en clase.

Es una prueba recuperable (tanto la realización del trabajo como su exposición), tanto en convocatoria ordinaria como extraordinaria.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN DURANTE EL SEMESTRE 20
Examen final

Examen escrito sobre los contenidos de la asignatura, incluyendo: desarrollo de un tema, preguntas tipo test, cuestiones cortas y problemas.

EXAMEN FINAL 50

 

Fechas de pruebas de evaluación oficiales para el curso 2017-18

Sin datos

 

 



Profesorado

ORTS MATEO, JOSE MANUEL
Profesor/a responsable

  • CLASE TEÓRICA: Grupos:
    • 1
  • PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Grupos:
    • L1
  • PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER: Grupos:
    • P1

 

Grupos

CLASE TEÓRICA

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. 1 (CLASE TEÓRICA) : 1 1S Todo el día CAS 4


PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. L1 (PRÁCTICAS DE LABORATORIO) : L1 1S Todo el día CAS 0


PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Semestre Turno Idioma Matriculados
Gr. P1 (PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER) : P1 1S Todo el día CAS 0




Horarios

CLASE TEÓRICA

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
1 11/09/2017 11/09/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 13/09/2017 13/09/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 15/09/2017 15/09/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 18/09/2017 18/09/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 20/09/2017 20/09/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 25/09/2017 25/09/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 27/09/2017 27/09/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 02/10/2017 02/10/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 04/10/2017 04/10/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 06/10/2017 06/10/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
1 11/10/2017 11/10/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 16/10/2017 16/10/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 18/10/2017 18/10/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 23/10/2017 23/10/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 25/10/2017 25/10/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  
1 30/10/2017 30/10/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 03/11/2017 03/11/2017 VIE 15:30 17:30 0041PB034  
1 13/11/2017 13/11/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 20/11/2017 20/11/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  
1 27/11/2017 27/11/2017 LUN 17:30 19:30 CI/0004  

PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
L1 15/11/2017 15/11/2017 MIE 15:30 19:30 CI/0004  
L1 22/11/2017 22/11/2017 MIE 15:30 19:30 CI/0004  
L1 29/11/2017 29/11/2017 MIE 15:30 17:30 CI/0004  

PRÁCTICAS DE PROBLEMAS / TALLER

Grupo Fecha inicio Fecha fin Día Hora inicio Hora fin Aula
P1 22/09/2017 22/09/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
P1 13/10/2017 13/10/2017 VIE 15:30 17:30 CI/0004  
P1 27/10/2017 27/10/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 24/11/2017 24/11/2017 VIE 17:30 19:30 CI/0004  
P1 04/12/2017 04/12/2017 LUN 15:30 17:30 CI/0004