BI2214 - Termodinàmica i Cinètica

Curs 2 - Semestre 1

Temari

Temari

A continuació es relacionen els temes que componen el conjunt de lliçons teòriques proposades. El programa està agrupat en dos blocs temàtics: Termodinàmica, i Cinètica química, fenòmens de superfície i catàlisi. A més, hi ha un tercer bloc dedicat a pràctiques de laboratori.


Bloc I: Termodinàmica

Tema 1: Principis de termodinàmica I

- Introducció. Conceptes bàsics: energia interna, calor i treball

- Primer principi de la termodinàmica. Entalpia i capacitat calorífica

- Termoquímica: entalpies de reacció, de combustió i de formació. Calorimetria


Tema 2: Principis de termodinàmica II

- Segon principi de la termodinàmica: entropia

- Tercer principi de la termodinàmica

- Condicions d'equilibri i d'espontaneïtat. L'energia de Gibbs


Tema 3: Equilibri químic

- Sistemes de composició variable

- Espotaneïtat de les reaccions i equilibri químic. 

- Energies de Gibbs de reacció. La constant d'equilibri

- Resposta de l'equilibri químic als canvis de condicions. El principi de Le Chatelier


Bloc II: Cinètica química, fenòmens de superfície i catàlisi


Tema 4: Cinètica química I

- Velocitat d'una reacció química. Equacions cinètiques i ordres de reacció.

- Equacions integrades de velocitat per a reaccions irreversibles.

- Variació de la velocitat de reacció amb la temperatura. Equació d'Arrhenius.


Tema 5: Cinètica química II

- Mecanismes de reacció i reaccions elementals. Molecularitat.

- Reaccions complexes: Reversibles, Consecutives i Paral · leles.

- Mètodes aproximats: Aproximació de l'etapa limitant i aproximació de l'estat estacionari.


Tema 6: Introducció als fenòmens de transport i superfície

- La interfase. Tensió superficial i energia lliure.

- Interfases corbes: Equació de Young-Laplace. Pressió de vapor i equació de Kelvin. Capil·laritat i líquids que mullen.

- Termodinàmica de superfícies. Superfície divisòria de Gibbs. Isoterma d'adsorció de Gibbs. Detergència. 

Estructura de les superfícies sòlides. Fisisorció i quimisorció.

- Adsorció en monocapes: isoterma de Langmuir. Adsorció en multicapes: isoterma BET. Altres isotermes.


Tema 7: Catálisi homogènia, heterogènia i enzimàtica

- Mecanisme general de la catàlisi. Tipus de catàlisi.

- Catàlisi homogènia en fase gasosa. Catàlisi àcid-base específica i general.

- Etapes de la catàlisi heterogènia.

- Mecanismes cinètics de la catàlisi heterogènia: Mecanisme general unimolecular. Mecanisme de Langmuir-Hinshelwood. Mecanisme d'Eley-Rideal.

- Introducció a la catàlisi enzimàtica


Bloc III. Pràctiques de laboratori

Hi ha 1,2 crèdits de laboratori, que consistiran en la realització de quatre pràctiques de tres hores de duració cadascuna, de entre les següents:

1. Calor de neutralització

2. Calor latent i calor de formació.

3. Cinètica de la reacció de l'acetona amb el iode en medi àcid. 

4. Isoterma de Freundlich.

5. Estudi cinètic de l'enzim Tirosinasa

6. Coeficient de repartiment sense associació molecular