
Electroquímica y Corrosión
Código: 102499Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Química | OP | 4 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Gonzalo Guirado Lopez
- Correo electrónico :
- gonzalo.guirado@uab.cat
Equipo docente
- Silvia Mena Fernández
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se recomienda haber cursado y aprobado tanto las asignaturas que configuran la materia de Química Física (Química Cuántica, Termodinámica y Cinética Química , y Fenómenos de Transporte y de Superficie) como la asignatura de Laboratorio de Química Física (en la materia de Metodología y Experimentación Química)
Objetivos
Proporcionar el conocimiento necesario para reconocer a la Electroquímica como un instrumento útil tanto en la investigación básica como en la aplicada, con especial énfasis en los procesos esenciales de la Electroquímica Aplicada: Electrosíntesis, Pilas y Baterías, Electrodiálisis y Protección a la Corrosión.
Resultados de aprendizaje
- Comunicarse de forma oral y escrita en la lengua nativa.
- Gestionar la organización y planificación de tareas.
- Resolver problemas y tomar decisiones.
- Obtener información, incluyendo la utilización de medios telemáticos.
- Gestionar, analizar y sintetizar información.
- Utilizar la informática para el tratamiento y presentación de información.
- Poseer destreza para el cálculo numérico.
- Trabajar en equipo y cuidar las relaciones interpersonales de trabajo.
- Razonar de forma crítica.
- Mantener un compromiso ético.
- Aprender de forma autónoma.
- Adaptarse a nuevas situaciones.
- Proponer ideas y soluciones creativas.
- Liderar y coordinar grupos de trabajo.
- Mostrar sensibilidad hacia temas medioambientales.
- Distinguir los factores que gobiernan un proceso electrolítico directo e indirecto.
- Describir los procesos sintéticos más importantes de la industria basados en la electrólisis.
- Diferenciar los distintos procesos de electrodeposición de metales.
- Diferenciar los métodos de separación electroquímicos más importantes y los procesos electroquímicos más relevantes en el tratamiento de residuos.
- Aplicar los conceptos fundamentales de la termodinámica y la cinética al funcionamiento de pilas y baterías y al fenómeno de la corrosión.
- Resolver problemas numéricos relativos a procesos electrosintéticos y a pilas y baterías.
- Resolver cuestiones relativas a la electrodeposición de metales, los procesos de separación electroquímicos y el tratamiento electroquímico de efluentes.
- Analizar los aspectos que controlan un proceso de electrosíntesis y resolver problemas concretos en este ámbito.
- Analizar problemas sobre pilas, baterías y procesos de corrosión.
- Manejar instrumentación electroquímica y la específica para el análisis de la corrosión metales.
- Interpretar los datos experimentales obtenidos mediante técnicas electroquímicas, evaluando su significado y relacionándolo con las teorías apropiadas.
- Evaluar los métodos electroquímicos de depuración de efluentes y compararlos con otros métodos.
- Evaluar, desde la perspectiva de su impacto ambiental, los procedimientos de síntesis electroquímica y compararlos con los métodos sintéticos convencionales.
- Utilizar la terminología inglesa usual en la química Industrial, la electroquímica y la corrosión, la química ambiental, la química verde, la gestión de la calidad, los sistemas de monitorización y de la economía y gestión empresarial.
- Resumir un artículo redactado en inglés en un tiempo razonable.
Contenidos
Teóricos
1. Reacciones de transferencia electrónica (ET) heterogéneas.
Oxidación-Reducción. ET homogénea vs ET heterogénea. Sistemas electroquímicos: electrodos. Aspectos termodinámicos y cinéticos fundamentales: Nernst y Butler-Volmer.
2. Electroquímica Molecular. Transporte de materia y reacciones químicas acopladas a ET. Métodos electroquímicos.
Macro- y micro-electrólisis. Transporte de materia. Métodos estacionario y transitorio. Ejemplos. Reacciones químicas acopladas a ET: tipos y tratamiento.
3. Electroquímica Supra- 1.
Consideraciones electroquímicas en sistemas supramoleculares. Sistemas interconvertibles. Reconocimiento electroquímico de cationes y aniones. Películas de Langmiur-Blodget y Monocapas autoensambladas electroactivas. Máquinas Moleculares.
4. La celda electroquímica y el reactor.
Celda y electrodos. Tipos. Curvas I-E. Factores que influyen en la velocidad de electrólisis. Parámetros electroquímicos de rendimiento. Reactores: tipos y diseño.
5. Electroquímica y Sostenibilidad (I).
Electrosíntesis de compuestos inorgánicos y orgánicos. La industria cloro-alcalino. Obtención del aluminio y de metales alcalinos. Hidrodimerización del acrilonitrilo. Electrosíntesis indirecta.
6. Electroquímica y Sostenibilidad (II).
Tratamiento de efluentes de industrias. Recuperación de metales por electrodeposición. Tratamiento de residuos orgánicos. Tratamiento de residuos inorgánicos. Electroflotación.
7. Electroquímica industrial (I). Electroquímica y metales.
Extracción y Refinado de metales. Acabado de metales : Plateado y anodizado. Procesado de metales: Electro-moldeado.
8. Electroquímica industrial (II). Electroquímica y membranas. Procesos de separación.
Electrodiálisis. Membranas selectivas de iones. Membranas bipolares. Electro-ósmosis y electroforesis. Desalinización.
9. – Tecnologías de generación de Energía Verde
Generadores electroquímicos. Tipos. Ejemplos. Termodinámica y cinética de pilas y baterías. Potencia y otros parámetros de las baterías. Pilas de combustible. Ejemplos. El coche híbrido.
10. Corrosión.
Tipos de corrosión. Termodinámica y cinética de la corrosión. La corrosión en la vida cotidiana. Control de la corrosión.
Prácticos
Preparación electroquímica del peroxodisulfato.
Cinética del ataque a los metales por ácidos.
Aireación diferencial.
Protección catódica por ánodo de sacrificio.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Practicas de laboratorio | 8 | 0,32 | 3, 4, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 25, 26, 30 |
| Tutorias | 4 | 0,16 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 |
| Clases de problemas | 8 | 0,32 | 7, 9, 10, 21, 22, 24 |
| Clase teóricas | 30 | 1,2 | 1, 9, 10, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 27, 28, 29 |
| Resolución de problemas | 15 | 0,6 | 7, 9, 10, 21, 22, 24 |
| Practicas de laboratorio | 13 | 0,52 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 25, 26, 30 |
| Estudio Autònomo y Presentación sobre un artículo científico | 59 | 2,36 | 2, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 26, 27, 28, 29, 30 |
Los conocimientos se adquirirán utilizando clases teóricas, de problemas, de prácticas y presentaciones de artículos cientiíficos.
Las clases teóricas (magistrales a la pizarra y con ayuda de medios audiovisuales) en las que se introducirán conceptos básicos para poder comprender los aspectos fundamentales y aplicados de la Electroquímica.
Las clases de problemas (con más participación del alumnado) en las que se indicará la metodología para resolver cuantitativamente cuestiones numéricas.
Las clases prácticas (que se realizarán según disponibilidad económica) en las que se aplicaran los conocimientos adquiridos durante las clases teóricas y de problemas a la manipulación electroquímica habitual. La finalidad es doble, afirmar los conceptos fundamentales y adquirir la destreza experimental necesaria en Electroquímica.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Pruebas escritas | 60% | 8 | 0,32 | 1, 2, 3, 7, 9, 10, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 27, 28, 29, 30 |
| Resolución de problemas | 10% | 3 | 0,12 | 3, 7, 9, 10, 21, 22, 24 |
| Presentación oral sobre un artículo científico | 15% | 0 | 0 | 1, 4, 5, 6, 8, 11, 15, 26, 29, 30 |
| Trabajo de laboratorio | 15% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 25, 26, 30 |
Evaluación Continuada
Pruebas escritas (60% de la calificación). Según el calendario académico se realizarán dos pruebas. Cada uno de estos exámenes tendrá un peso del 30% sobre la nota final. Si la nota promedio de estos dos exámenes es menor de 5, se deberá realizar un examen final al finalizar el semestre que incluirá los contenidos de todo el curso, y cuya nota equivaldrá al 60% del total. Para poder realizar el examen final, el alumnado de haber participado en actividades de evaluación a lo largo del curso que equivalgan a 2/3 de la nota de la asignatura. En caso contrario, la calificación será de \"No presentado\".
Trabajo continuado (10 % de la calificación):Se recogerán evidencias del alumno a lo largo de todo el curso (problemas resueltos, individualmente o en grupo, pruebas cortas en clase, etc.). Estas actividades no se podrán recuperar salvo si la persona proporciona una justificación mayor con la documentación oficial correspondiente.
Presentación oral sobre un artículo científico (15% de la calificación): Al alumnado se le asignará un artículo científico relacionado con los contenidos de la asignatura. El alumnado deberá realizar una presentación oral sobre este artículo. A cada alumno/a le será otorgada una nota en función de la presentación realizada y de sus respuestas a las preguntas formuladas. Esta nota tendrá un peso del 15% sobre la nota final de la asignatura. Realización de trabajos en grupo (15% de la calificación). La realización de este trabajo es obligatoria y no es recuperable.
Prácticas de laboratorio (15% de la calificación). La asistencia a las sesiones de laboratorio es obligatoria, así como la entrega de los informes si el profesorado lo requiere. La nota de laboratorio se calificará entre 0 y 10.
Evaluación única
Evaluación única: El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única deberá realizar una prueba final que consistirá en las siguientes actividades:
- Prueba escrita de teoría: Se realizará un único examen escrito a finales de curso en el que se evaluarán los continuos teóricos de la asignatura, que tendrá un peso del 70 %. Si la nota de estos examen es menor de 5, se deberá realizar un examen final de recuperación. Para poder realizar el examen de recuperación, el alumnado deberá haber participado en la prueba final de evaluación única. En caso contrario, la calificación será de \"No presentado\".
- Prácticas de laboratorio (15% de la calificación). La asistencia a las sesiones de laboratorio es obligatoria, así como la entrega de los informes si el profesorado lo requiere. La nota de laboratorio se calificará entre 0 y 10.
- Presentación oral sobre un artículo científico o tema de la asignatura: El alumnado realizará una presentación oral sobre un artículo científico o tema de la asignatura asignado. La presentación y la respuesta a las preguntas formuladas serán evaluadas con una nota, que tendrá un peso del 15% sobrela nota final de la asignatura.
Independientemente de la modalidad de evaluación escogida, con el fin de superar la asignatura el alumnado deberá tener:
1) Una nota de exámenes teóricos superior a 5.
2) Una nota promedio de la asignatura superior a 5.
3) Haber asistido a las sesiones de prácticas en el laboratorio. Advertencia sobre seguridad en el laboratorio: El alumnado que se vea involucrado en un incidente que pueda tener conciencias graves de seguridad podrá ser expulsado del laboratorio y suspender la asignatura.
Para esta asignatura, se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) exclusivamente en tareas de apoyo, como la búsqueda bibliográfica o de información o las traducciones. El estudiante deberá identificar claramente qué partes han sido generadas con esta tecnología, especificar las herramientas utilizadas e incluir una reflexión crítica sobre cómo estas han influido en el proceso y el resultado final de la actividad. La falta de transparencia en el uso de la IA en esta actividad evaluable se considerará una falta de honestidad académica y puede conllevar una penalización parcial o total en la nota de la actividad, o sanciones mayores en casos de gravedad.
La realización de cualquier irregularidad en un acto de evaluación (fraude académico, plagio o uso indebido de la IA, salvo que dicho uso esté autorizado expresamente en la guía docente) que pueda conducir a una variación significativa de la calificación supondrá que este acto se calificará con un 0. En caso de que la guía docente establezca que para superar la asignatura sea requisito imprescindible haber obtenido una nota mínima en este acto de evaluación o que se produzcan varias irregularidades en los actos de evaluación de una misma asignatura, la calificación final de dicha asignatura será 0. Además, se podrá iniciar un proceso disciplinario contra el estudiante que incurra en alguna de estas irregularidades.
Bibliografía
P. Atkins; J de Paula, \"Physical Chemistry\" 9Ed. Oxford, N.Y 2010
I.N. Levine, \"Principios de fisicoquímica\" 6Ed. McGrawHill, Mexico 2014
A.J.Bard y L.R.Faulkner, \"Electrochemical Methods: Fundamental and Aplications\". 2Ed. Wiley, N.Y. 2000
D.Brynn, \"Introduction to electrochemistry\"McMillan Press, London, 1993
P.M.S.Monk, \"Fundamentals of Electroanalytical Chemistry\" Wiley, N.Y., 2001
D.Pletcher, \"Industrial Electrochemistry\", 2Ed. Chapman and Hall, London 1999
K.Scott, \"Electrochemical processes for clean technology\" Royal Society of Chemistry, 1995
Software
Word, Excel, Power Point
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Tipo de docencia | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoría | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PLABs) Suport a les pràctiques de laboratori | 1 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |