A continuació es relacionen els temes que componen el conjunt de lliçons teòriques de Química Física proposades en el present projecte docent. El programa està agrupat en dos blocs temàtics: Cinètica química i Fenòmens de superfície. El primer bloc està dedicat als conceptes bàsics sobre cinètica formal i  s'inclou també una breu introducció a la catàlisi homogènia i enzimàtica. En el segon bloc es presenta com una introducció als fenòmens de superfície i es tracten els aspectes fonamentals de la catàlisi heterogènia i la cinètica electròdica.

Bloc I. Cinètica química.

Tema 1. Fonaments de cinètica formal.

            • Velocitat d'una reacció química.

            • Equacions cinètiques i ordres de reacció.

            • Equacions integrades de velocitat per a reaccions irreversibles.

            • Mesura de les velocitats de reacció.

            • Mètodes per a determinar d'equacions cinètiques.

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

Tema 2. Cinètica formal de reaccions complexes.

            • Mecanismes de reacció i reaccions elementals. Molecularitat.

            • Reaccions complexes d'ordre un:

- Reversibles.

- Consecutives.

- Paral · leles.

            • Mètodes aproximats.

- Aproximació de l'etapa limitant.

- Aproximació del preequilibri.

- Aproximació de l'estat estacionari.

            • Reaccions en cadena: lineal i ramificada.

           

Tema 3. Reaccions en dissolució.

            • Introducció: el dissolvent en la reacció química.

            • Difusió.

            • Mobilitat d'un ió. Conductivitat.

            • Reaccions controlades per difusió.

            • Reaccions iòniques. Influència de la força iònica. Efecte salí primari.

            • Influència de la constant dielèctrica del dissolvent.

            • Influència de la pressió. Efectes d'activació.

Tema 4. Catàlisi homogènia i enzimàtica.

            • Mecanisme general de la catàlisi. Tipus de catàlisi.

            • Catàlisi homogènia en fase gasosa..

            • Catàlisi àcid-base específica i general: mecanismes i exemples.

            • Autocatàlisis i reaccions oscil·lants.

            • Catàlisi enzimàtica: mecanisme de Michaelis-Menten.

            • Inhibició enzimàtica.

 

Bloc II. Fenòmens de superfície

Tema 5. Termodinàmica de superfícies.

            • 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 en sistemes multicomponents.

                        Superfície divisòria de Gibbs.

                        Isoterma d'adsorció de Gibbs.

                        Isoterma g-c2 i detergència.

            • Monocapes i micel·les.

Tema 6. Adsorció.

            • Estructura de les superfícies sòlides

• Fisisorció i quimisorció.

            • Adsorció en monocapes: isoterma de Langmuir.

            • Adsorció en multicapes: isoterma BET.

            • Altres isotermes.

            • Mecanisme químic de l'adsorció: factors geomètrics i electrònics.

            • Determinació estructural de superfícies.

            • Tècniques experimentals per a l'estudi de les espècies adsorbides.

Tema 7. Catàlisi heterogènia.

            • Etapes de la catàlisi heterogènia.

            • Catalitzadors. Característiques i classificació

            • Mecanismes cinètics de la catàlisi heterogènia:

                        Mecanisme general unimolecular.

                        Mecanisme de Langmuir-Hinshelwood.

                        Mecanisme d'Eley-Rideal.

            • Exemples de catàlisi heterogènia. Aplicacions industrials.

Tema 8.  La interfase electritzada.

            • La interfase elèctrode-dissolució.

            • Termodinàmica de la interfase electritzada. Electrocapil·laritat.

            • Estructura de la interfase electritzada:

                        Model de doble capa rígida d'Helmholtz-Perrin.

                        Model de doble capa difusa de Gouy-Chapman.

                        Model de Stern.

            • Fenòmens electrocinètics.

            • Doble capa i col·loides

                        Electroforesi i fenòmens relacionats.

                        Estabilitat de les dispersions col·loïdals.

Tema 9. Cinètica electroquímica.

            • Etapes d'una reacció electroquímica. El sobrepotencial.

            • Cinètica de transferència electrònica. Equacions de Butler-Volmer i de Tafel.

            • Interpretació del coeficient de transferència. Equació de Marcus.

            • Efectes de la doble capa sobre la transferència electrònica.

            • Processos electroquímics controlats per difusió.

            • Processos electroquímics controlats per altres etapes: reaccions químiques i cristal·lització.

Tema 10. Mètodes i processos d'interès en electroquímica

            • Conductimetria.

            • Potenciometria.

            • Polarografia.

            • Voltametria.

            • Bateries i cèl·lules de combustible.

            • Electròlisi i electrosíntesi.

            • Corrosió. Inhibició de la corrosió.

            • Bioelectroquímica.

 

Bloc III. Pràctiques de laboratori

Dos crèdits ECTS d'aquest apartat estan dedicats a la capacitat lectora en anglès corresponents als fonaments teòrics de les práctiques de laboratori).

1.  Calor de neutralització.

2.  Calor latent i calor de formació.

3.  Cinètica de la reacció d'hidròlisi de l'acetat d'etil.

4.  Isoterma de Freundlich.

5.  Piles galvàniques.