No se establecen requisitos previos para esta materia si bien se recomienda que el alumno haya cursado previamente Química General e Iniciación al Laboratorio, Matemática Aplicada y Estadística y Física Aplicada a Farmacia.

Se trata de una asignatura básica que se imparte en el segundo curso del Título de Grado en Farmacia y que se puede dividir en 3 grandes bloques temáticos en los que se estudia: (i) los principios básicos de la termodinámica química, así como la interconversión de la energía contenida en la materia en calor y trabajo; (ii) las propiedades de las disoluciones ideales y reales, así como el estudio de equilibrios entre diferentes fases materiales; y (iii) los equilibrios químicos y electroquímicos. Todos estos bloques conceptuales se han tratado previamente a un nivel básico en los temas 2 (Introducción a la reactividad química), 3 (Gases) y 4 (Disoluciones) de la asignatura “Química General e Iniciación al Laboratorio”.

Además de los conocimientos teóricos que se van a impartir, esta asignatura va a permitir al alumno trabajar una serie de competencias imprescindibles en su futuro profesional como el análisis y gestión de la información, el trabajo en grupo, el razonamiento crítico y manejo de software básico para la resolución de problemas, destreza en el laboratorio y motivación por la calidad, la seguridad laboral y sensibilización hacia temas medioambientales (durante las prácticas de laboratorio). Se hará especial hincapié en la capacidad de autoaprendizajecomo una habilidad clave para emprender estudios posteriores. Estas competencias se seguirán desarrollando en el resto de asignatura a lo largo del grado.

Tanto los conocimientos teóricos, como las competencias adquiridos en dicha asignatura, son básicos para la compresión de asignaturas posteriores (o que se imparten en durante el mismo semestre) cuyos contenidos, en cierta medida, se pueden considerar inter-relacionados.

Asignaturas y contenidos relacionados:

- Análisis Químico II (2º Curso). Equilibrio químico y electroquímico.

- Físico-química II (2º Curso). Termodinámica Química. Disoluciones y Equilibrio entre Fases. Equilibrio Químico

- Química Orgánica II (2º Curso). Termodinámica Química (aplicado al estudio de las reacciones orgánicas).

- Bioquímica y Biología Molecular I y II (2º Curso). Termodinámica Química (para el estudio de las reacciones bioquímicas relacionadas con el metabolismo).

- Química Farmacéutica I y II (3er curso). Termodinámica Química (para el estudio de la reactividad e interacciones de los fármacos).

• Tema 1: TERMODINÁMICA QUÍMICA
  • Tema 1.1: TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA DE EQUILIBRIO. Definición y ámbito de estudio de la Termodinámica de Equilibrio. Sistema termodinámico. Equilibrio Termodinámico. Variables Termodinámicas. Temperatura y Principio Cero de la Termodinámica. Escala de Temperaturas. Ecuaciones de Estado Termodinámicas.
  • Tema 1.2: TEMA 2. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. Trabajo, calor y energía. Energía interna. Trabajo P-V. Calor. Primer Principio de la Termodinámica. Entalpía. Capacidades caloríficas. Los experimentos de Joule y Joule-Thomson. Gases ideales y Primera Ley. Termoquímica: entalpía de reacción. Ley de Hess. Medidas calorimétricas de la entalpía de reacción. Alimentos y reserva de energía. Entalpías de formación. Dependencia de la entalpía de reacción con la temperatura. Entalpía y energía de enlace. Entalpía de disolución y dilución. Calorimetría diferencial de barrido y sus aplicaciones en bioquímica.
  • Tema 1.3: TEMA 3. ENTROPÍA. SEGUNDO Y TERCER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. Segundo principio de la Termodinámica. Máquinas térmicas. Entropía. Reversibilidad de los procesos termodinámicos. Entropía y equilibrio. Sistemas de refrigeración. Interpretación molecular de la entropía. Escala termodinámica de temperatura. Tercer Principio de la Termodinámica. Entropía de reacción. Energías de Gibbs y Helmoholtz. Energía de Gibbs de reacción. Relaciones termodinámicas de un sistema en equilibrio: ecuaciones de Gibbs, relación de reciprocidad de Euler, relaciones de Maxwell. Magnitudes molares parciales. Potencial químico. Ecuación Gibbs-Duhem. Condición de equilibrio en función del potencial químico.
• Tema 2: EQUILIBRIO DE FASES Y DISOLUCIONES
  • Tema 2.1: TEMA 4. EQUILIBRIO DE FASES EN SUSTANCIAS PURAS. Regla de las fases. Diagramas de fases en sistemas de un componente. Límites de las fases: temperaturas de fusión, ebullición, puntos críticos y puntos triples. Fluidos supercríticos y sus aplicaciones tecnológicas. Transiciones de fase de primer orden: ecuación de Clapeyron. Equilibrios sólido-líquido y sólido-sólido. Equilibrios de fase condensada-vapor: ecuación de Clausius-Clapeyron. Entalpías y entropías en los cambios de fase: regla de Trouton. Transiciones de fase de orden superior.
  • Tema 2.2: TEMA 5. MEZCLAS SIMPLES. Disoluciones ideales: Ley de Raoult. Potenciales químicos de los componentes de una disolución ideal. Funciones de mezcla en los sistemas ideales. Disoluciones diluidas ideales: Ley de Henry. Solubilidad de los gases y su aplicación en la respiración. Potenciales químicos de los componentes de una disolución diluida ideal. Coeficiente de reparto. Propiedades coligativas. Importancia de la ósmosis en biología y farmacia. Solubilidad de sólidos en líquidos. Solubilidad de medicamentos.
  • Tema 2.3: TEMA 6. DISOLUCIONES REALES. Desviaciones del comportamiento ideal. Actividad y coeficientes de actividad. Estado estándar biológico. Funciones de exceso. Determinación de coeficientes de actividad. Disoluciones electrolíticas. Potencial químico de los electrolitos. Actividad y coeficientes de actividad iónico medio. Determinación de los coeficientes de actividad iónicos medios. Fuerza iónica. Teoría de Debye - Hückel.
  • Tema 2.4: TEMA 7. EQUILIBRIOS DE FASES EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES. Sistemas binarios: equilibrios líquido ¿ vapor. Composición del vapor. Interpretación de los diagramas. Regla de la palanca. Destilación de mezclas. Azeótropos. Sistemas binarios: equilibrios líquido ¿ líquido. Temperatura crítica de disolución. Destilación de líquidos parcialmente miscibles. Destilación de líquidos inmiscibles: destilación por arrastre de vapor. Equilibrios sólido ¿ líquido. Mezclas eutécticas. Formación de compuestos: sistemas reaccionantes. Fusión incongruente. Solubilidad de los sólidos. Mezclas eutectoides. Métodos experimentales: análisis térmico. Sistemas ternarios: diagramas de fases triangulares. Cristales líquidos: importancia en biología.
• Tema 3: EQUILIBRIO QUÍMICO Y ELECTROQUÍMICO
  • Tema 3.1: TEMA 8. EQUILIBRIO QUÍMICO. Condición general de equilibrio químico. Grado de avance de la reacción. Energía libre de Gibbs de la reacción. La constante de equilibrio químico en mezclas de gases ideales. La constante de equilibrio químico en mezclas de gases no ideales. La constante de equilibrio químico en disoluciones líquidas ideales. La constante de equilibrio químico en disoluciones líquidas no ideales. Relaciones matemáticas entre constantes de equilibrio. Dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura: ecuación de van¿t Hoff. Respuesta del equilibrio a modificaciones externas: Principio de Le Chatelier. Equilibrios heterogéneos. Equilibrios iónicos. Equilibrio entre estructura nativa y desplegada en biomoléculas. Reacciones acopladas. Reacciones termodinámicamente desfavorables acopladas a la hidrólisis de ATP.
  • Tema 3.2: TEMA 9. EQUILIBRIO ELECTROQUÍMICO. Repaso de electrostática. Definición de electroquímica. Sistemas electroquímicos. Celdas electroquímicas. Semirreacciones de oxidación ¿ reducción. Electrodos: tipos. Potencial de unión líquida. Notación de las pilas. Fuerza electromotriz de una pila. Ecuación de Nernst de la fem de una pila. Determinación de funciones termodinámicas a través de la fem de una pila. Potenciales estándar: electrodos de referencia. Pilas en equilibrio: la relación de la constante de equilibrio y la fem. Tipos de pilas. Electrodos selectivos. Transferencia de electrones en procesos bioenergéticos. Corrosión.
• Tema 4: PROGRAMA PRÁCTICO
  • Tema 4.1: PRÁCTICA 1. CALORIMETRÍA. Determinación del cambio de entalpía en distintos procesos químicos mediante calorimetría
  • Tema 4.2: PRÁCTICA 2. ELABORACIÓN DE UN DIAGRAMA DE FASES DE 2 COMPONENTES CON UN EUTÉCTICO SIMPLE. Diseño de un diagrama de fases Temperatura-Composición de 2 componentes a través de las curvas de enfriamiento de mezclas en diferentes proporciones
  • Tema 4.3: PRÁCTICA 3. PROPIEDADES COLIGATIVAS. DETERMINACIÓN DE DEL PESO MOLECULAR DE UNA SUSTANCIA MEDIANTE CRIOSCOPÍA. Determinación del peso molecular de un soluto problema mediante medidas de la disminución del punto de fusión del disolvente
  • Tema 4.4: PRÁCTICA 4. DETERMINACIÓN DE UNA CONSTANTE DE EQUILIBRIO. Determinación de la constante de equilibrio de una reacción reversible mediante espectrofotometría de absorción. Estudio de la dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura.
  • Tema 4.5: PRACTICA 5. DETERMINACION DEL PRODUCTO DE SOLUBILIDAD DEL TARTRATO ÁCIDO DE POTASIO. Determinación del producto de solubilidad de tartrato ácido de potasio mediante valoración ácido-base con NaOH. Estudio del efecto de ion común y de la temperatura en la solubilidad.

Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)