DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE EXPLOTACIÓN DE MINAS Y METALURGÍA


Programa de la Asignatura: 	FISICOQUÍMICA

Clave:	1625		  Núm. de créditos:	08

Carrera:INGENIERO DE MINAS Y METALURGISTA

Duración del curso:
		      Semanas:	16
 		      Horas:	80

Semestre:	6°

Horas a la semana:
		  Teoría:	     3.0	Obligatoria:  SI
		  Prácticas:	2.0	Optativa:



OBJETIVO DEL CURSO

	El estudiante conocerá los fundamentos de la fisicoquímica y 
	sus aplicaciones.
												

TEMAS

Núm:		Nombre:					   Horas:

I. 	INTRODUCCION  			  		    3.0

II. 	EQUILIBRIO QUIMICO		  		    6.0

III.	TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES  	    9.0

IV. 	CINETICA 					         12.0

V.  	TERMODINAMICA DE SUPERFICIES			    9.0

VI. 	CELDAS GALVANICAS Y DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO 
      QUIMICO                                       9.0



ASIGNATURAS ANTECEDENTES :


QUÍMICA

ANÁLISIS QUÍMICO

TERMODINÁMICA


ASIGNATURAS CONSECUENTES :


CONCENTRACIÓN DE MINERALES

PIROMETALURGIA

HIDROELECTROMETALURGIA



ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS

I.	INTRODUCCION

	ANTECEDENTES:

		Ninguno.

	OBJETIVO:

		El estudiante comprenderá los conceptos básicos y la diferen-
		cia entre la termodinámica y fisicoquímica, así	como las 
		aplicaciones dentro de la carrera.

	CONTENIDO:

I.1.	Introducción. Diferencia entre termodinámica y fisicoquímica. 
	Aplicaciones de la Fisicoquímica.
I.2.	Estado termodinámico, Funciones de Estado, Equilibrio de Estado.
I.3.	Entalpía, Capacidad calorífica específica. Entalpía de reacciones,
	Entalpía de reacciones iónicas en solución acuosa. Transformaciones
	de fase con cambios de volumen.
I.4.	Entropía, Procesos reversibles e irreversibles. Cálculo de entropía
	en función de parámetros termodinámicos y de parámetros estadísticos.
	Relaciones de Maxwell. Ecuación de Gibbs-Helmholtz.


II.	EQUILIBRIO QUIMICO

	ANTECEDENTES:

		Análisis Químico.
		Termodinámica.

	OBJETIVO:

		El estudiante conocerá el concepto de equilibrio químico y 
		de equilibrio de fases.

	CONTENIDO:

		II.1.	Equilibrio de fases en un sistema monocomponente. 
			Equilibrio entre líquido - gas. Ecuación de Clausius
 			Clapeyron. Regla de Duhring para estimar la presión 
			de vapor de elementos.
		II.2.	Equilibrio químico. Deducción cinética de la Ley de 
			Acción de masas. Relación de las constantes de equili-
			brio Kp y Kc. Relación entre energía libre y las 
			constantes de equilibrio (isotermas de Van Hoff). 
			variación de las constantes de equilibrio en función 
			de la temperatura y presión. Diagrama de Richardson-Ellingham.
		II.3.	Ejercicios.

III.	TERMODINAMICA DEL EQUILIBRIO DE FASES

	ANTECEDENTES:

		Análisis Químico.
		Termodinámica.

		
	OBJETIVO:

		El estudiante aplicará la termodinámica en el equilibrio de 
		fases monocomponentes y multicomponentes.


	CONTENIDO:

		III.1.	Regla de las fases en sistemas monocomponentes. 
			Termodinámica de soluciones. Definición de cantidades molares 
			parciales. Métodos para determinar cantidades molares parciales. 
			Soluciones analíticas y gráficas. Potencial Químico.
		III.2.	Equilibrio termodinámico de fases de varios componentes. 
			Ley de Raoult. Actividad y presión dde vapor. Ley de Henry.
			Estados estándar: de un material puro, de una solución 
			infinitamente diluída,solución al 1%. Ley de distribuición
			de Nernst. Propiedades termodinámicas de una solución ideal,
			no ideal y regular, ejemplos.
		III.3.	Parámetros termodinámicos en exceso. Influencia recíproca de
			los solutos en una solución. Coeficientes de interacción 
			de soluciones diluídas.
		III.4.	Formación de núcleos cristalinos. Formación de núcleos 
			homogéneos. Trabajo en la formación del núcleo. Solidificación 
			de un líquido por la formación de núcleos homogéneos. 
			Formación de núcleos heterogéneos.
		III.5.	Ejercicios.

IV.	 CINETICA

	ANTECEDENTES:

		Termodinámica.

	OBJETIVO:

		El estudiante comprenderá los conceptos básicos de la cinética
		y su aplicación en procesos metalúrgicos.

	CONTENIDO:

		IV.1.	Cinética y Termodinámica. Introducción a la cinética. 
			Mecanismos de Reacción.
		IV.2.	Leyes elementales de velocidad.Ecuación de velocidad. 
			Determinación del orden de reacción y constante de 
			velocidad. Ecuación de velocidad integrada de primer 
			orden, segundo y tercer orden.Reacciones contrarias.
			Ejemplos.
		IV.3.	Métodos experimentales para la determinación de velo-
			cidades de reacción. Métodos diferenciales. Métodos 	
			de integración. Reacciones en fase gaseosa. Ejemplos.
		IV.4.	Dependencia de la velocidad con la temperatura. 
			Ecuación de Arrhenius. Energía de activación.
			Complejo activado. Ejemplos.
		IV.5.	Teoría de las velocidades de reacción. Teoría de 
			colisión. Teoría de velocidad absoluta. Formulación 
			termodinámica de la ecuación de velocidad. 
			Entropía de activación. Ejemplos.
		IV.6.	Teoría de reacciones unimoleculares (de gases). Teoría
			de Lindemann.Teoría de Hinshelwood.
			Teoría de RRK y Slater. Ejemplos.
		IV.7.	Reacciones en solución. Comparación entre reacciones 
			en la fase gaseosa y en solución. Teoría del estado 
			de transición para reacciones de líquidos. Reacciones que
			implican iones. Efectos de la presión en la velocidad 
			de reacción. Ejemplos.
		IV.8.	Ejercicios y Aplicaciones.

V.	TERMODINAMICA DE SUPERFICIES.

	ANTECEDENTES:

		Temas anteriores del curso.

	OBJETIVO:

		El estudiante evaluará el concepto de termodinámica de superficies 
		para su aplicación en flotación.

	
	CONTENIDO:

		V.1.	Equilibrio de estado. Dependencia de las variables de estado
			de la superficie. Tensión superficieal molar. 
			Variación de la tensión superficial con la temperatura. 
			Ejemplos.

		V.2.	Fenómenos en superficies curvadas. Presión capilar
			(presión de curvatura). Capilaridad.Condiciones de formación
			de burbujas de gas en líquidos. Límites de la desgasificación.
          	    	Presión de vapor de pequeñas gotas. Ecuación de Kelvin.
			Presión de sublimación, equilibrio de solución y disminución
			del punto de fusión. Ejemplos.

		V.3.	Propiedades eléctricas y electrocinéticas de los coloides.
			La doble capa difusa,tratamiento.Representación de Stern de 
			la doble capa. Origen de la carga. Potencial zeta. Electro-ósmosis,
			Electroforesis.Potencial cinético. Potencial de Sedimentación. 
			Densidad de carga. Ejemplos.

		V.4.	Humectación en superficies. Ecuación del ángulo límite de Young. 
			Trabajo de adhesión. Adsorción. Isoterma de adsorción de 
			Gibbs y Langmuir. Superficie mineral y doble capa eléctrica. 
			Tipos de capas eléctricas en minerales. Medición del potencial Zeta.
			Interpretación de las mediciones de Potencial Zeta. La importancia
			del potencial Zeta en la dispersión y floculación. Flotabilidad de
			minerales considerando el potencial Zeta. Ejemplos.


VI.	 CELDAS GALVANICAS Y DIAGRAMAS DE EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO

	ANTECEDENTES:

		Termodinámica.

	OBJETIVO:

		El estudiante conocerá los conceptos de celdas galvánicas y diagramas de 
		equilibrio.

	CONTENIDO:
		VI.1.	Concepto de potencial REDOX, disociación electrolítica, pila y 
			celda galvánica.
		VI.2.	Celdas galvánicas. Potencial Normal. Serie de potencial electroquímico. 
  		        Potencial individual.Ecuación de Nernst. Dependencia de la fem. con la 
			temperatura. Mediciones de potenciales para determinar parámetros
			termodinámicos. Celdas galvánicas sin potencial de difusión. 
			Celdas de concentración.

		VI.3.	Diagrama de equilibrio electroquímico.  Conceptos básicos. 
			Diagrama  de Eh-pH.Ejemplos
		VI.4.	Ejercicios.



TECNICAS DE ENSEÑANZA:			ELEMENTOS DE EVALUACION:

Exposición oral			  (X)	Exámenes parciales              (X)
Exposición audiovisual		  (X)	Exámenes finales	              (X)
Ejercicios dentro de clase	  (X)	Trabajos y tareas fuera	del aula(X)
Ejercicios fuera del aula	  (X)	Participación en clase	        (X)
Seminarios			        ( )	Asistencia a prácticas	        ( )
Lecturas obligatorias		  (X)	Otros:	
Trabajo de investigación	  ( )
Prácticas de taller o laboratorio (X)
Prácticas de campo		  ( )
Otras:


 BIBLIOGRAFIA

 Texto		Temas de la materia para los que se recomienda:

 ALBERTY, R.A., SILBEY, J. R.		Todos
“Physical Chemistry”
Ed. John Wiley & Sons, Inc.
E.E.U.U., 1992

ALBERTY, R. A., FARRINGTON, D.	Todos
“Fisicoquímica, versión SI”
Ed. CECSA
México, (última edición)

ATKINS, P.W.				Todos
“Físicoquímica”
Ed. Addison-Wesley Iberoamericana
E.E.U.U., 1991

BOCKRIS, J. y REDDY, A.			VII
“Modern Electrochemistry”
Tomos 1 y 2
Ed. Plenum/Rosseta
E.E.U.U., (última edición)

CASTELLAN, W. G.		      	Todos
“Fisicoquímica”
Ed. Sistemas Técnicos de Edición, 2a. ed.

DENBIGH, K.			      	II, III
“The Principles of Chemical Equilibrium”
Ed. Cambridge University Press
(última edición)

GASKELL R. D.			      II, III, VI
“Introduction to Metallurgical Thermodynamics”
Ed. Mc. Graw-Hill, 2a. ed.
E.E.U.U., 1981

CONSULTA:

AVERY, H.E.			      	Todos
”Basic Reaction Kinetics and Mechanisms”
Ed. The Macmillan Press Ltd. 6a. ed.
Hong Kong, 1982

BODSWORTH, C y APPLETON, A.S.		Todos
“Problems in Applied Thermodynamics”
Ed. Longmans Green and Co. Ltd.
Gran Bretaña, (última edición)

GASKELL, R.D. et al.			Todos
“Applications of Thermodynamics to Metallurgical Processes”
Ed. AIME
E.E.U.U., (última edición)


HUNTER, J. R.				V
“Zeta Potential in Colloid Science”
Ed. Academic Press.
Gran Bretaña, 1981

KUBASCHEWSKY, O. y ALCOCK, C.B.	Todos
“Metallurgical Thermochemistry”
Ed. Pergamon Press, 5a. ed.
República de Singapur, 1989