Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Química Bioquímica y Farmacia
Departamento: Quimica
Área: Quimica Fisica
(Programa del año 2013)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
QUIMICA FISICA ANAL. BIOLOGICO 15/04 2013 2° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
SPEDALETTI, CESAR ANTONIO Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
CURVALE, ROLANDO ANTONIO Prof. Co-Responsable P.Adj Exc 40 Hs
BONILLA, JOSE OSCAR Auxiliar de Laboratorio A.2da Simp 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
3 Hs. 0 Hs. 0 Hs. 3 Hs. 6 Hs. 2º Cuatrimestre 08/08/2013 15/11/2013 15 90
IV - Fundamentación
Los contenidos de la asignatura han sido seleccionados dentro del plan de estudio correspondiente, con el objeto de proveer la fundamentación teórica de los distintos aspectos fenomenológicos de la biología y la bioquímica, contribuyendo de esa manera a la formación científica básica del alumno. Para ello y con el objeto de lograr la adecuada articulación del programa, se han tenido en cuenta los fundamentos matemáticos, físicos y químicos que el alumno ha adquirido en las asignaturas previas, como asi también los requerimientos de asignaturas posteriores.
V - Objetivos / Resultados de Aprendizaje
Al finalizar el curso el alumno será capaz de:
1.- realizar una correcta descripción, desde el punto de vista experimental, de los distintos fenómenos fisicoquímicos estudiados en la materia.
2.- realizar la interpretación teórica correcta, en base a fundamentos fisicoquímicos matemáticos, de los aspectos fenomenológicos del apartado 1.
VI - Contenidos
PROGRAMA ANALÍTICO Y/O DE EXAMEN
Previo al dictado de los temas que forman parte del Programa del Curso, se realizará una revisión de temas matemáticos que se requieren para el desarrollo del mismo.
TEMA 1: Termodinámica, introducción. Definición de términos. Magnitudes. La tem-peratura. Gases. Trabajo mecánico. Calor y capacidad calorífica. Primera Ley de la Termodinámica. Definición mecánica de calor. Casos especiales de la Primera Ley. Cambios de estado a volumen y presión constante. Experiencia de Joule. Relación entre Cp y Cv. Aplicaciones de la Primera Ley de la Termodinámica. Cambios de entalpía: de reacción, de formación, de combustión, de solución, de vaporización y de fusión. In-fluencia de la temperatura sobre el cambio de entalpia en reacciones químicas y en pro-cesos físicos.
TEMA 2: Segunda ley de la Termodinámica. La función entropía. La entropía y el equi-librio termodinámico. La interpretación molecular de la entropía. Entropías absolutas y la Tercera Ley de Termodinámica. Cálculo de variaciones de entropía. Energía libre. Variación de la energía libre con la presión y con la temperatura. Energía libre estándar. Cálculo de variaciones de energía libre.
TEMA 3: Potencial Químico. Sistemas abiertos. Relaciones del potencial químico para gases, líquidos y sólidos. Las interacciones moleculares y el coeficiente de actividad. Grado de avance. La afinidad química. Relaciones entre energía libre y afinidad. Equilibrio material.
TEMA 4: Equilibrio Químico. Las constantes de equilibrio: termodinámica y aparente. Isotermas de reacción. La constante de equilibrio y la fijación de los estados estándar.La variación de la energía libre en condiciones no estándar. Reacciones acopladas. Influen-cia de la presión y la temperatura sobre la constante de equilibrio. El Principio de Le Chatelier y la ecuación de Van t´Hoff. Equilibrio múltiple. Hidrólisis de ATP. Estado estacionario.
TEMA 5: Equilibrio Físico. Condiciones para el equilibrio físico. La regla de las fases. Sistema de un componente. La ecuación de Clausius-Clapeyron. Aplicaciones al equilibrio líquido-vapor. Sistemas de dos componentes: soluciones líquidas.
Termodinámica de soluciones ideales. La presión de vapor y la ley de Raoult. Solubilidad de los gases en líquidos y la Ley de Henry. Soluciones con más de un componente volátil. Solubilidad de un sólido en un líquido. Propiedades coligativas. Ascenso ebulloscópico, descenso crioscópico. Distribución de un soluto en solventes inmiscibles entre sí.
TEMA 6: Cinética química. Orden cinético y molecularidad. La constante específica de la velocidad de reacción. Las ecuaciones de velocidad y su tratamiento matemático. Aplicaciones a diferentes sistemas cinéticos: crecimiento bacteriano, radioactividad. Influencia de la temperatura sobre la velocidad de reacción.Teorías de las velocidades de reacción.
TEMA 7: Cinética de las reacciones enzimáticas. Cinética de saturación: la ecuación de Michaelis-Menten. Estudio de la inhibición enzimática competitiva, no competitiva e incompetitiva. Cooperatividad: enzimas alostéricas. Influencia del pH y de la temperatu-ra.
TEMA 8: Electrolitos en solución (Electroquímica iónica): Conductividad eléctrica en solución de electrolitos. Conductividad específica y conductividad equivalente. Teoría de la disociación de Arrhenius.Número de transporte y movilidades. Actividad Iónica. Teoría de Debye - Hückel.
TEMA 9: Celdas electroquímicas. Potencial de electrodo. Tipos de electrodos. Tipos de celdas electroquímicas. Termodinámica de las celdas electroquímicas. Influencia de la temperatura sobre la fuerza electromotriz. Aplicación de medidas de f.e.m.: a) determi-nación del coeficiente de actividad; b) medidas de pH. Termodinámica de las oxidaciones biológicas.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
a) Resolución teórico-práctica de problemas aplicados a contenidos teóricos del programa de la asignatura.
b) Trabajos Prácticos de Laboratorio:
Nº 1: TERMODINÁMICA. Cálculo de propiedades termodinámicas del (NH4)2CO3 a partir de la constante de equilibrio.
Nº 2: TERMOQUÍMICA, Calorimetría. Determinación del calor de neutralización de ácidos fuertes y débiles.
Nº 3: EQUILIBRIO. Estudio de la solubilidad del benzoico en función de la temperatura y con la presencias de distintas
sales.
Nº 4: CINÉTICA QUÍMICA. Determinación conductimétrica y por titulación con retorno, de la cinética de hidrólisis de un
ester.
Nº 5: CINÉTICA ENZIMÁTICA. Estudio de la actividad catalítica de la ureasa.
c) Nociones elementales de computación orientadas al procesamiento de datos experimentales.
VIII - Regimen de Aprobación
-Asistencia obligatoria al 75 % de las clases teórico-prácticas.
-Aprobación del 100% de los trabajos prácticos de laboratorio que se realicen.
-Aprobación del 100% de los parciales.
-Examen final.
IX - Bibliografía Básica
[1] Introducción a la Bio-fisicoquímica. Apuntes de la Cátedra.
[2] PETER ATKINS, JULIO DE PAULA: Química Física, 8ªEd. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires. 2008.
[3] IRA N. LEVINE: Físicoquimica. 4ta Edición. Volúmenes I y II. Mc Graw-Hill/Interamericana de España S.A. 1996.
[4] P. W. ATKINS, C. A. TRAPP: Physical Chemistry. 5ta Edición. Oxford University Press. Oxford. 1994-1995.
[5] RAYMOND CHANG: Physical Chemistry with Applications to Biological Systems. 2da Edición. Maxwell MacMillan
[6] International Editions. 1997.
[7] W.J. MOORE: Physical Chemistry. Prentice Hall Inc. 4º Ed.. 1972.C.
[8] CASTELLAN: Fisicoquímica. Fondo Educativo Interamericano. S.A. 1976.G.M.
[9] BARROW: Química y Física. Vol. I y II. De. Reverté. 1968.J.G. MORRIS: A Biologist Physical Chemistry of life of
[10] sciences Freemen. 1973.
[11] WASER JURG: Termodinámica Química Elemental. De. Reverté. 1972.
[12] D.F. EGGER: Fisicoquímica. De. Limusa-Wiley S.A. Méjico. 1977.S
[13] NEL. SHUMAN. SPENSER Y MOOS: Biophysical principles of structure and function. Eddison Wesley Inc. 1975.
[14] BULL. HENRY B: An Introduction to physical biochemistry and aplications. J. Wiley and Sons. 1978.R.A.
[15] ALBERTY Y DANIELS: Physical Chemistry. 5º De. 1980.
[16] P. CHANG: Physical Chemistry wiht applications to biological, systen. Mc-Millan. Publishing Co. Inc. 1977.W.S.
[17] BREY: Physical Chemestry and its biologicals applications: Academic Press.
[18] A.W. ADAMSON: A textbook of Physical Chemistry, Academic Press. 1979.
X - Bibliografia Complementaria
[1] BIBLIOGRAFIA PARA TRABAJOS TEÓRICO-PRACTICOS DE AULA
[2] P. W. ATKINS, C. A. TRAPP: Solutions Manual for Physical Chemistry.5ta Edición.Oxford University Press.Oxford.1994-1995.
[3] A.W. ADAMSON: Problemas de Química-Física. Ed.Reverté. 1975.
[4] GRIFFITHS Y THOMAS: Calculations in advenced Physical Chemistry. Ed.Arnoldt. 1962.
[5] GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS DE AULA DE LA CATEDRA, 2012
[6] BARES, CERNY Y PICK: Colections of Problem in Physical Chemistry Pergamon Press.
[7] E.A DAWES: Problemas Cuánticos en Bioquímica. Ed.Acribia.
[8] AVERY Y SHAW: Cálculos Básicos en Química-Física. Ed.Reverté. 1963.
[9] I.H. SEGEL: Biochemical Calculations. Y. Wiley. 1976.
[10] K. J. LAIDLER: Cinética de Reacciones. I y II. Ed. Alhambra. 1966.
[11] BIBLIOGRAFIA PARA LOS TRABAJOS DE LABORATORIO
[12] GUIA DE TRABAJOS PRACTICOS DE LABORATORIO DE LA CATEDRA, 2012
[13] DANIELS, WILLIAMS, ALBERTY CORWEL: Experimental Physical Chemistry. Mac. Graw. Hill.
[14] ARTHUR M. HALPERN: Experimental Physical Chemistry. A laboratory textbook. 2da Edición. Prnetice-Hall, Inc. 1997.
[15] ESTEBAN A. JÁUREGUI: Experimentos elementales de Química Física.1ra.Edición Editorial Fundación Universidad UNSL.1999.
[16] J. ROSE: Advance Physical Chemistry Expereiments. Sir. Isaac Pitman. 1962.
[17] SCHOEMAKER Y GARLAND: Experiments in Physical Chemistry. 1967.
[18] ISENHOUR T.L. Y JURS P.C: Introducction to computer programing for chemits. Ed.Allyn y Bacon. Inc. 1972.
[19] KEMMENY J.G. Y KURTZ: Basic Programing. Ed.John Wiley and Sons. Inc. New York. 1971.
XI - Resumen de Objetivos
Al desarrollar los temas que componen el programa del curso, el alumno será capaz de interpretar los diversos fenómenos que ocurren en sistemas químicos y biológicos, mediante la aplicación de los fundamentos fisicoquímicos.
XII - Resumen del Programa
PROGRAMA SINTETICO
TEMA 1: Termodinámica. Primera Ley de la Termodinámica.
TEMA 2: La Segunda y La Tercera Ley de la Termodinámica.
TEMA 3: Potencial Químico.
TEMA 4: Equilibrio Químico.
TEMA 5: Equilibrio Físico.
TEMA 6: Cinética Química.
TEMA 7: Cinética de las Reacciones Catalizadas por Enzimas
TEMA 8: Electrolitos en Solución
TEMA 9: Celdas electroquímicas
XIII - Imprevistos
En caso de presentarse situaciones no previstas, los alumnos disponen de comunicación con los responsables del curso vía Internet.
XIV - Otros