FISICOQUÍMICA DE SISTEMAS HORAS DE TEORÍA 5 · PDF fileproblemas de aplicaciÓn. ii sistemas homogeneos bicomponentes definiciones: sistema homogÉneo, sistema hetero gÉneo, soluto,

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

INGENIERÍA EN SISTEMAS AMBIENTALES

Nota: El presente es un programa descriptivo y no contiene referencias bibliográficas.

ASIGNATURA FISICOQUÍMICA DE SISTEMAS

AMBIENTALES HORAS DE TEORÍA 5

HORAS DE PRÁCTICA 4

SEMESTRE 4 CRÉDITOS 14

OBJETIVO: EL ESTUDIANTE MANEJARÁ LOS CONCEPTOS FISICOQUÍMICOS FUNDAMENTALES RELACIONADOS CON EL ESTUDIO DE SISTEMAS UNICOMPONENTES Y DE SISTEMAS DE DOS O MÁS COMPONENTES. CONOCERÁ LOS FUNDAMENTOS DE LA ELECTROQUÍMICA Y SU APLICACIÓN A LOS DISTINTOS FENÓMENOS EN EL CAMPO DE LOS SISTEMAS AMBIENTALES. MANEJARÁ LOS CONCEPTOS DEL LENGUAJE CINÉTICO EN LOS PROCESOS AMBIENTALES Y SERÁ CAPAZ DE APLICAR LOS FUNDAMENTOS DE LOS FENÓMENOS DE SUPERFICIE EN EL PANORAMA AMBIENTAL.

UNIDADES TEMÁTICAS

NO. DE LA UNIDAD

TEMÁTICA

UNIDAD TEMÁTICA / UNIDAD DIDÁCTICA

TEMA

I SISTEMAS UNICOMPONENTES

CAMBIOS DE FASE: SÓLIDOLÍQUIDO,

VAPORLÍQUIDO Y SÓLIDOVAPOR.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DIMENSIONAL Y

TRIDIMENSIONAL DE LOS CAMBIOS DE FASE EN

LAS COORDENADAS P, V, T. EL POTENCIAL QUÍMICO COMO CRITERIO DE EQUILIBRIO ENTRE DOS O MÁS FASES. DEDUCCIÓN MATEMÁTICA DE LA ECUACIÓN DE CLASIUS Y CLASIUS-CLAPEYRON.

DEPENDENCIA DEL POTENCIAL QUÍMICO CON LA TEMPERATURA Y LA PRESIÓN. REPRESENTACIÓN GRÁFICA EN LAS COORDENADAS M°-T Y M°-P.

FUNDAMENTO DE LA LIOFILIZACIÓN.

APLICACIONES A SISTEMAS AMBIENTALES.

PROBLEMAS DE APLICACIÓN.

II SISTEMAS HOMOGENEOS BICOMPONENTES

DEFINICIONES: SISTEMA HOMOGÉNEO, SISTEMA HETERO GÉNEO, SOLUTO, SOLVENTE, FRACCIÓN MOLAR, PRESIÓN DE VAPOR Y TEMPERATURA DE EBULLICIÓN.

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE ACUERDO AL TIPO DE SOLUTO.




SOLUCIONES IDEALES CON SOLUTO VOLÁTIL. LEY DE ROULT. LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES DE DALTON. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA LEY DE ROULT EN LAS COORDENADAS: P-XI Y P-YI (XI = FRACCIÓN MOLAR DEL SOLUTO EN LA SOLUCIÓN, YI = FRACCIÓN MOLAR DEL SOLUTO EN LA FASE DE VAPOR).

SOLUCIONES REALES CON SOLUTO VOLÁTIL. DESTILACIÓN FRACCIONADA. ANÁLISIS DE LAS GRÁFICAS: PVAP - X, TEB-X.

SOLUCIONES AZEOTRÓPICAS VISTAS COMO SISTEMAS CONTAMINANTES.

SOLUCIONES IDEALES DE SOLUTO GASEOSO. LEY DE HENRY. IMPORTANCIA DE LA SOLUBILIDAD DE GASES EN FLUIDOS BIOLÓGICOS Y SISTEMAS ECOLÓGICOS (AGUA, SUELO). INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y LA PRESIÓN SOBRE LA SOLUBILIDAD DEL OXIGENO EN EL AGUA.

APLICACIONES A SISTEMAS AMBIENTALES: SOLUTO VOLÁTIL COMO CONTAMINANTE DEL MEDIO AMBIENTE (ATMÓSFERA, SUELO Y AGUA). DBO Y DQO.


III

PROPIEDADES COLIGATIVAS: SOLUCIONES CON SOLUTO NO VOLATIL

DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DE LAS CUATRO PROPIEDADES COLIGATIVAS PARA SOLUCIONES NO VOLÁTIL NO IÓNICO Y SOLUTO NO VOLÁTIL IÓNICO.

POTENCIAL QUÍMICO COMO CRITERIO TERMODINÁMICO PARA CARACTERIZAR CUANTITATIVAMENTE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS.

IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES COLIGATIVAS EN EL EQUILIBRIO ECOLÓGICO (CICLO DEL AGUA).


IV ELECTROQUIMICA POTENCIOMETRIA Y CONDUCTIMETRIA

CONCEPTOS GENERALES: TRABAJO ELÉCTRICO, FUERZA ELECTROMOTRIZ, CELDA GALVÁNICA, CELDA ELECTROLÍTICA.

CELDAS ELECTROQUÍMICAS. ECUACIÓN DE NERNST.

ESTUDIO DE DIFERENTES TIPOS DE ELECTRODOS.

EFECTO TAMPON DE LAS AGUAS RESIDUALES.

UTILIZACIÓN DE DIFERENTES TIPOS DE ELECTRODOS PARA CUANTIFICAR CONTAMINANTES GASEOSOS Y IÓNICOS.

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN SOLUCIONES SOBRE LOS POTENCIALES DE ELECTRODO.




CONDUCTIVIDAD ELECTROLÍTICA.

DEPENDENCIA DE LA CONDUCTIVIDAD CON LA TEMPERATURA.

POTENCIALES ELÉCTRICOS EN LOS LÍMITES DE FASE.


V CINETICA QUIMICA

DEFINICIONES Y CONCEPTOS: VELOCIDAD QUÍMICA, MOLECULARIDAD, ORDEN DE REACCIÓN, CONSTANTE DE VELOCIDAD, ETAPA DETERMINANTE.

CINÉTICA FORMAL. CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES QUÍMICAS.

POSTULADOS DE LA CINÉTICA QUÍMICA FORMAL.

REACCIONES IRREVERSIBLES DE PRIMER Y DE SEGUNDO ORDEN.

REACCIONES REVERSIBLES DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN.

REACCIONES PARALELAS DE PRIMER Y SEGUNDO ORDEN.

REACCIONES CONSECUTIVAS DE PRIMER ORDEN DEL TIPO.

MÉTODOS PARA DETERMINAR EL ORDEN DE REACCIÓN. CINÉTICA DE LA DESNITRIFICACIÓN EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES.

ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE ALGUNAS REACCIONES COMPLEJAS.

TEORÍAS FUNDAMENTALES DE LA CINÉTICA QUÍMICA:

APLICACIONES A SISTEMAS AMBIENTALES.


VI ADSORCIÓN Y CATÁLISIS

DEFINICIONES: ADSORCIÓN, ADSORBATO, ADSORBENTE, SUPERFICIE ESPECÍFICA, MONOCAPA Y GRADO DE COBERTURA.

MODELOS QUE DESCRIBEN LA ADSORCIÓN.

BASES DE LA CROMATOGRAFÍA DE GASES COMO TÉCNICA AUXILIAR EN LA DETERMINACIÓN DE CONTAMINANTES EN EL AMBIENTE (PLAGUICIDAS, SOLVENTES ORGANICOS ETC).

CATÁLISIS HETEROGÉNEA.

INTERCAMBIO IÓNICO.


VII SISTEMAS DISPERSOS CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DISPERSOS DE ACUERDO AL ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA FASE




DISPERSA Y FASE DISPERSORA, AL TAMAÑO Y A LA AFINIDAD ENTRE LAS FASES.

PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS SISTEMAS DISPERSOS.

PROPIEDADES CINÉTICO MOLECULARES DE LOS SISTEMAS.

PROPIEDADES ELECTROCINÉTICOS DE LOS SISTEMAS DISPERSOS.

FUNDAMENTOS DE REOLOGÍA.

SISTEMAS DISPERSOS COMO CONTAMINANTES AMBIENTALES.

APLICACIONES AL MEDIO AMBIENTE: TRATAMIENTO Y DESTRUCCIÓN DE SISTEMAS DISPERSOS COMO CONTAMINANTES AMBIENTALES.


LABORATORIO

I INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO

INTRODUCCIÓN AL CURSO DE LABORATORIO.

I

PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO, MÉTODO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN

PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO, MÉTODO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN.

I

PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO. MÉTODO ISOTENISCOPIO

PRESIÓN DE VAPOR DE UN LÍQUIDO PURO. MÉTODO ISOTENISCOPIO.

II DIAGRAMA DE FASES BINARIO: LÍQUIDO-VAPOR. AZEÓTROPOS

DIAGRAMA DE FASES BINARIO: LÍQUIDO-VAPOR. AZEÓTROPOS.

III

DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UNA SUSTANCIA NO VOLÁTIL EN SOLVENTE VOLÁTIL

DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR DE UNA SUSTANCIA NO VOLÁTIL EN SOLVENTE VOLÁTIL.

III

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE CRIOSCÓPICA DEL AGUA USANDO DIFERENTES SUSTANCIAS DE PESO MOLECULAR

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE CRIOSCÓPICA DEL AGUA USANDO DIFERENTES SUSTANCIAS DE PESO MOLECULAR.




III DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE O2 Y CO2 EN AGUA A 25°C

DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE O2 Y CO2 EN AGUA A 25°C.

IV

USO, MANEJO Y CALIBRACIÓN DEL POTENCIÓMETRO Y CONDUCTÍMETRO. EFECTO DE LA TEMPERATURA

USO, MANEJO Y CALIBRACIÓN DEL POTENCIÓMETRO Y CONDUCTÍMETRO. EFECTO DE LA TEMPERATURA.

IV

DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DEL SULFATO DE PLOMO EN AGUA A 25°C CONDUCTIMÉTRICAMENTE

DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DEL SULFATO DE PLOMO EN AGUA A 25°C CONDUCTIMÉTRICAMENTE.

V

CINÉTICA DE DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DEL AMONIACO

CINÉTICA DE DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA DEL AMONIACO.

VI

DETERMINACIÓN DEL AREA OCUPADA POR UN TENSOACTIVO SOBRE GAUA. MÉTODO DE LA BALANZA DE TORSIÓN

DETERMINACIÓN DEL AREA OCUPADA POR UN TENSOACTIVO SOBRE GAUA. MÉTODO DE LA BALANZA DE TORSIÓN.

VI

CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DEL CARBON ACTIVADO. ACTIVACIÓN DEL CARBON.

CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DEL CARBON ACTIVADO. ACTIVACIÓN DEL CARBON.

VI

DETERMINACIÓN DE LAS ISOTERMAS DE ADSORCIÓN DE METALES PESADOS EN SOLUCIÓN ACUOSA POR CARBON ACTIVADO

DETERMINACIÓN DE LAS ISOTERMAS DE ADSORCIÓN DE METALES PESADOS EN SOLUCIÓN ACUOSA POR CARBON ACTIVADO.

VII

CARACTERIZACIÓN DEL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE ARCILLA SUSPENDIDAS EN AGUA POR EL MÉTODO DE LA BALANZA DE TORSIÓN

CARACTERIZACIÓN DEL TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE ARCILLA SUSPENDIDAS EN AGUA POR EL MÉTODO DE LA BALANZA DE TORSIÓN.

VII DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL ZETA (Z) DE

DETERMINACIÓN DEL POTENCIAL ZETA (Z) DE SUSPENSIONES ACUOSAS (ARCILLA-AGUA).




SUSPENSIONES ACUOSAS (ARCILLA-AGUA)

VII

INFLUENCIA DE ELECTROLÍTOS DEL AL2(SO4)3 Y FECL3 SOBRE EL POTENCIAL ZETA EN LA COAGULACIÓN DE SUSPENSIONES ACUOSAS DE ARCILLA

INFLUENCIA DE ELECTROLÍTOS DEL AL2(SO4)3 Y FECL3 SOBRE EL POTENCIAL ZETA EN LA COAGULACIÓN DE SUSPENSIONES ACUOSAS DE ARCILLA.

VII

CINÉTICA DE COAGULACIÓN DE SUSPENSIONES ACUOSAS POR ACCIÓN DE ELECTROLÍTOS

CINÉTICA DE COAGULACIÓN DE SUSPENSIONES ACUOSAS POR ACCIÓN DE ELECTROLÍTOS.

VII

CROMATOGRAFÍA DE GASES Y CATARÓMETRO: SEPARACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUSTANCIAS CONTAMINANTES DEL AMBIENTE

CROMATOGRAFÍA DE GASES Y CATARÓMETRO: SEPARACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE SUSTANCIAS CONTAMINANTES DEL AMBIENTE.

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