Física Aplicada y Físico-Química I

-Uso, a nivel básico, de las interacciones intermoleculares como modo de explicar y predecir la estructura y propiedades de sistemas materiales sencillos. Extrapolar, de forma cualitativa, estos contenidos a sistemas más complejos (concretamente sistemas biológicos).

- Conocimiento de la naturaleza de los fenómenos de transporte y en particular de la difusión. Tratamiento elemental de este fenómeno de transporte y su aplicación en ámbitos afines al Grado de Farmacia (Bioquímica, Farmacología y Tecnología Farmaceútica).

- Conocimiento de la Cinética Química Formal, orientado a su posterior utilización en Bioquímica Farmacología y Teconología Farmaceútica.

- Lograr una adaptación de los alumnos al manejo de conceptos abstractos, del tipo de los utilizados en la termodinámica clásica, y su utilización para el estudio de fenómenos de carácter químico.

BLOQUE I: MATERIA Y ENERGÍA

Tema 1.- Introducción a la Química Física. Concepto, ámbito y áreas da Fisicoquímica. Relación con la Física. Importancia en el Grado en Farmacia y en las Ciencias Farmacéuticas. Conocimientos previos. Organización de la asignatura. La temperatura como expresión de la energía del sistema. Distribución de la energía en un sistema macroscópico: ecuación de Maxwell-Boltzmann.

Tema 2.- Fuerzas intermoleculares. Acción de un campo eléctrico sobre moléculas polares y apolares: momento dipolar y polarizabilidad. Fuerzas intermoleculares de atracción: interacciones dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido y fuerzas de dispersión. Enlaces de hidrógeno. Fuerzas intermoleculares repulsivas. Potencial de Lennard-Jones. Relación con las propiedades termodinámicas.

BLOQUE II: TERMODINÁMICA FISICA

Tema 3.- Primer principio de la termodinámica: objetivos. Variables de estado y funciones de estado. Terminología termodinámica: tipos de sistemas y procesos. Estados de equilibrio y de non equilibrio. Procesos termodinámicamente reversibles e irreversibles. Calor y trabajo: criterio de signos y unidades. Primer principio de la Termodinámica: energía interna y entalpía. Capacidades caloríficas.

Tema 4.- Segundo principio de la termodinámica: entropía. Enunciados do Segundo Principio da Termodinámica. Establecimiento del concepto de entropía. Variación de entropía en procesos reversibles e irreversibles: desigualdad de Clausius. La variación de entropía como criterio de espontaneidad. Significado molecular de la entropía. El Tercer Principio de la Termodinámica y entropías absolutas.

Tema 5.- Termoquímica: calor de reacción. Ecuaciones termoquímicas. Leyes termoquímicas. Calor estándar de reacción: entalpías estándar de formación. Variación del calor de reacción con la temperatura: ecuación de Kirchhoff. Entropía de reacción: variación con la temperatura

BLOQUE III.: POTENCIAL QUIMICO Y EQUILIBRIO

Tema 6.- Espontaneidad y equilibrio. Magnitudes molares parciales: Función de Gibbs y su significado físico. Su utilización como criterio de espontaneidad. Variación de la energía libre de Gibbs con la presión y la temperatura: ecuación de Gibbs-Helmholtz. Sistemas abiertos: magnitudes molares parciales. Concepto de potencial químico: significado físico del potencial químico. Variación del potencial químico con la presión y la temperatura.

BLOQUE IV: CINÉTICA Y FENÓMENOS DE TRANSPORTE

Tema 7.- Cinética química formal: Generalidades: Velocidad de reacción, ecuación de velocidad, orden de reacción y constante de velocidad. Métodos de determinación de la ecuación de velocidad: método diferencial, método de integración y tiempo de semirreacción. Efecto de la temperatura: ecuación de Arrhenius. Modelos teóricos

Tema 8.- Reactividad y catálisis. Reacciones elementales y mecanismo de reacción. Reacciones reversibles. Reacciones paralelas. Reacciones consecutivas: aproximación del estado estacionario. Catálisis.

Tema 9.- Fenómenos de transporte: Generalidades: propiedades de transporte. Difusión: significado físico. Leyes de Fick. Movimiento browniano: ecuación de Stokes-Einstein. Difusión a través de membranas. Viscosidad de fluidos: ley de Newton. Determinación de la viscosidad: viscosimetría. Reología: Fluidos no newtonianos. Velocidad de flujo de fluidos.

"Química ´Física”. T. Engel y P. Reid. Ed. Addison-Wesley

"Fisicoquímica para Farmacia y Biología". P. Sanz y otros. Ediciones Científicas y Técnicas S.A., SALVAT.

"Fisicoquímica". I. N. Levine. Ed. McGraw-Hill.

"Química Física". P. W. Atkins. Ed. Addison-Wesley Iberoamericana.

"Fisicoquímica para las ciencias químicas y biológicas". R. Chang. Ed. McGraw-Hill.

- Con 11. Conocer las características fisicoquímicas de las sustancias utilizadas para la fabricación de los medicamentos.

- Con 12. Conocer y comprender las características de las reacciones en disolución, los diferentes estados de la materia y los principios de la termodinámica y su aplicación a las ciencias farmacéuticas.

- Con 25. Conocer los procesos de liberación, absorción, distribución, metabolismo y excreción de fármacos, y factores que condicionan la absorción y disposición en función de sus vías de administración.

- Con 31. Conocer cómo utilizar de forma segura los medicamentos teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas incluyendo cualquier riesgo asociado a su uso.

- H/D 06. Promover las capacidades de trabajo y colaboración en equipos multidisciplinares y las relacionadas con otros profesionales sanitarios.

- H/D 08. Llevar a cabo procesos de laboratorio estándar incluyendo el uso de equipos científicos de síntesis y análisis, instrumentación apropiada incluida.

- H/D 10. Aplicar los conocimientos de Física y Matemáticas a las ciencias farmacéuticas.

- Comp 01. Capacidad de análisis y síntesis.

- Comp 07. Resolución de problemas.

- Comp 10. Capacidad crítica y autocrítica.

- Comp 11. Trabajo en equipo.

- Comp 14. Capacidad para comunicarse con expertos de otras áreas.

- Comp 18. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.

- Comp 25. Habilidad para trabajar de forma autónoma.

Se utilizarán:
-Clases expositivas en grupo grande: Lecciones impartidas por el profesor de manera presencial, en las que se exponen los contenidos teóricos fundamentales de la materia y se plantean y realizan problemas básicos de aplicación de los mismos.
También se realiza el planteamiento de actividades complementarias que debe realizar el alumno: estudio de contenidos adicionales de teoría no incluidos en estas clases, realización individual de problemas numéricos y otras actividades individuales o en grupo.

- Clases interactivas en grupo reducido: Clase teórico/práctica presenciales en la que se proponen y resuelven dudas y aplicaciones de la teoría, problemas, ejercicios… El alumno participa activamente en estas clases de distintas formas: entrega de ejercicios al profesor (algunos de los propuestos en boletines de problemas que el profesor entrega a los alumnos con la suficiente antelación); resolución de ejercicios en el aula, sesiones relativas a algún aprendizaje cooperativo planteado, etc. La asistencia a estas clases interactivas en grupo reducido será obligatoria.

- Tutorías de pizarra en grupo muy reducido: Tutorías presenciales programadas por el profesor. Se proponen actividades como la aclaración de dudas sobre teoría, problemas, ejercicios, lecturas u otras tareas propuestas.

La calificación global en la 1ª oportunidad del curso, será la resultante de sumar la obtenida en el examen de teoría y problemas más la correspondiente a la evaluación continua.

La calificación máxima que se podrá alcanzar en el examen de teoría y problemas será de 8 puntos, correspondiendo 5 puntos a la teoría y los 3,0 restantes a la nota de problemas. Un requisito indispensable para aprobar la asignatura será el de obtener una nota igual o superior a 1,8 puntos en el examen de teoría y una nota igual o superior a 1,2 punto en el examen de problemas.

La calificación máxima correspondiente a la evaluación continua es de 2 puntos, y se establecerá teniendo en cuenta: la participación activa del alumno en las clases interactivas, realización de actividades propuestas, asistencia a tutorías, notas correspondientes a pruebas escritas que sobre apartados específicos se puedan realizar, etc. Para poder acceder a la calificación correspondiente a la evaluación continua, es requisito indispensable la asistencia a las clases interactivas.

Aquellos alumnos repetidores que lo deseen, podrán mantener la calificación de las pruebas de evaluación continua realizadas el curso anterior sin tener que asistir a las clases interactivas, siendo requisito indispensable haber firmado, al principio del cuatrimestre, un documento acreditativo de dicho compromiso con el profesor encargado de la asignatura.

En la 2ª oportunidad del curso académico, sólo se realizará el examen de teoría y problemas, conservándose la calificación correspondiente a la evaluación continua obtenida durante el curso. Las notas máximas sobre las que se calificarán estas dos partes del examen y los mínimos requeridos en cada una de ellas serán los mismos descritos para la primera convocatoria. Se mantendrá también el requisito de haber cubierto la asistencia obligatoria a las clases interactivas durante el curso.

La evaluación de los conocimientos, habilidades y competencias adquiridas en la asignatura será realizada a través de las siguientes vías:

En el examen: Con 11, Con 12, Con 25, Con 31, H/D 08, H/D 10, Comp 01, Comp 07 y Comp 10.

En las clases interactivas: Con 11, Con 12, H/D 06, H/D 08, H/D 10, Comp 01, Comp 07, Comp 10; Comp 11, Comp 14, Comp 18, Comp 25.

TRABAJO EN PRESENCIA DEL PROFESOR (60 HORAS)

- Clases expositivas : 30 horas

- Clases interactivas: 24 horas

- Tutorías (grupo muy reducido): 2,5 horas

- Examen de teoría y problemas y su revisión: 3,5 horas


TRABAJO PERSONAL DEL ALUMNO (90 HORAS)

- Clases expositivas (estudio autónomo individual o en grupo): 45 horas

- Clases interactivas (resolución de ejercicios, u otros trabajos): 33 horas

- Tutorías (orientación y resolución de dudas): 3 horas

- Preparación del examen de teoría y problemas: 9 horas

Repaso o puesta al día en un conjunto mínimo de conocimientos de matemáticas (cálculo infinitesimal y geometría analítica), física (mecánica, electricidad, sistemas de unidades) y química general.

Dedicación regular al estudio de la asignatura (períodos cortos diarios o cada dos días, mejor que semanales).

Evitar introducirse en un capítulo sin alcanzar un cierto grado de comprensión del anterior.

Dedicar un esfuerzo especial a la comprensión del significado o naturaleza de algunos contenidos teóricos estratégicos, así como a los métodos generales de resolución de los problemas.

La plataforma virtual de la USC se utilizará como soporte y complemento de la docencia teórico-práctica y como un elemento importante de comunicación con el alumno.