“La fisicoquímica estudia la
materia empleando los conceptos físicos y el fundamento físico de las leyes de
la química. Sus campos principales son la termodinámica química, que estudia la
energía - dirección y equilibrio de las transformaciones química, y la cinética
química - que estudia la velocidad con la que las reacciones ocurren.”
La Físicoquímica se separó de la Química hasta finales del S. XIX.
ROBERT BOYLE |
ROBERT BOYLE: PIONERO EN EL CAMPO DE
LA FÍSICOQUÍMICA.
En 1662 Boyle publica su primer tratado de
Físicoquímica (LA LEY DE BOYLE-MARIOTTE), la cual permitió calcular el
volumen de un gas (FÍSICA) y al igual conocer
la composición QUÍMICA de
algunas moléculas gaseosas.Dentro de los descubrimientos relevantes
para su formación está; Las Leyes de Faraday, La Formulación del Modelo Matemático
del Átomo mediante la Ecuación de Ecuación de Schrödinger.
Se considera su origen de la FÍSICOQUÍMICA con la aparición de la revista
alemana Zeitschrift für physicalische Chemie y la estadounidense Journal of
Physical Chemistry. Anteriormente se realizaron diversos trabajos de
electroquímica, termoquímica o cinética química, la cual estudia las
velocidades con que se llevan a cabo las reacciones.
JOSIAH WILLARD GIBBS |
Otros consideran al químico estadounidense del siglo
XIX JOSIAH
WILLARD GIBBS es
también considerado el padre fundador de la fisicoquímica, donde en
su publicación de 1876 llamada "On
the Equilibrium of Heterogeneous Substances" (Estudio sobre el
equilibrio de sustancias heterogéneas) acuñó términos como energía libre,
potencial químico y regla de las fases, que años más tarde serían de principal
interés de estudio en esta disciplina.
Pero la Fisicoquímica no se constituyó como
especialidad independiente de la química hasta finales del siglo XIX. Algunos
ejemplos de científicos que contribuyeron al descubrimiento de la
fisicoquímica:
Alessandro Volta. |
- La obra de Alessandro Volta (1745-1827), especialmente la pila que lleva su nombre, fue el punto de partida de muchos trabajos en los que se estudió los efectos de la electricidad sobre los compuestos químicos.
Humphry Davy |
- A principios del siglo XIX, Humphry Davy (1778-1829) hizo pasar la corriente eléctrica a través de sosa y potasa fundida, lo que le permitió estudiar dos nuevos metales: el sodio y el potasio.
Michael Faraday
|
-
Michael Faraday
(1791-1867), propuso sus dos conocidas leyes sobre la electrólisis. En
su segunda ley, Faraday afirma que la cantidad de carga eléctrica que provoca
el desprendimiento de un gramo de hidrógeno produce el desprendimiento de una
cantidad igual al equivalente electroquímico de otras sustancias.Ludwig Ferdinand Wilhelmy |
- Uno de los primeros
trabajos dedicados al estudio de la cinética química fueron las investigaciones
de Ludwig Ferdinand Wilhelmy (1812-1864) sobre la velocidad de cambio de
configuración de determinados azúcares en presencia de un ácido. A mediados del
siglo XIX, Wilhelmy llegó a la conclusión de que la velocidad del cambio era
proporcional a la concentración del azúcar y del ácido y que también variaba
con la temperatura.
George Vernon Harcourt |
William Esson. |
- La colaboración
entre un químico, George Vernon Harcourt (1834-1919), y un matemático, William
Esson (1838-1916), permitió la introducción de ecuaciones diferenciales en el
estudio de la cinética química.
- En los últimos años
del siglo XIX, los trabajos de Jacobus Henricus Van't Hoff (1852-1911) tuvieron
una gran influencia en este y otros campos de la química. Entre sus
aportaciones, se encuentra la introducción del "método diferencial"
para el estudio de la velocidad de las reacciones químicas y su famosa ecuación
que permite relacionar la velocidad y la temperatura de la reacción.
APLICACIONES
DE LA FISICOQUIMICA:
ALGUNAS APLICACIONES DE LA
FISICOQUIMICA EN NUESTRA VIDA COTIDIANA PUEDEN SER AQUELLAS QUE DENOTAN MAS
IMPORTANCIA EN LA ACTUALIDAD SOBRETODO PORQUE SON USADAS CON FRECUENCIA EN DIFERENTES CASOS
DE LAS ACTIVIDADES QUE CUALQUIER SER HUMANO REALIZA A CONTINUACIÓN MOSTRAREMOS
LOS CAMPOS DE APLICACIÓN DE ESTA GRANDIOSA SUBDISCIPLINA:
·
INDUSTRIA
DEL PETRÓLEO
*LA INDUSTRIA PETROLERA INCLUYE PROCESOS GLOBALES DE EXPLORACIÓN, EXTRACCIÓN, REFINO, TRANSPORTE Y MERCADOTECNIA DE PRODUCTOS DE PETROLEO . LOS PRODUCTOS DE MAYOR VOLUMEN EN LA INDUSTRIA SON COMBUSTIBLES Y GASOLINA EL PETROLEO ES LA MATERIA PRIMA DE MUCHOS PRODUCTOS QUÍMICOS INCLUYENDO PRODUCTOS FARMACÉUTICOS, DISOLVENTES, FERTILIZANTES, PESTICIDAS .
·
FARMACÉUTICA
*LA FARMACÉUTICA O BOTICARIO ES EL PROFESIONAL DE LA SALUD EXPERTO EN MEDICINAS Y FÁRMACOS UTILIZADOS EN CON FINES DE TERAPÉUTICOS EN EL SER HUMANO
·
ELECTRÓNICA
* ES LA RAMA DE LA FÍSICA Y ESPECIALIZACION DE LA INGENIERIA QUE EMPLEA SISTEMAS CUYO FUNCIONAMIENTO SE BASA EN EL CONTROL DEL FLUJO DE MICROSCOPIO DE LOS ELECTRONES Y PARTÍCULAS.
· ROBÓTICA
* LA ROBOTICA ES LA RAMA DE LA TECNOLOGÍA DIFERENCIADA EN LA TELECOMUNICACIÓN QUE SE DEDICA AL DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DE LOS ROBOTS.
·
CUIDADO
DEL MEDIO AMBIENTE
* ES UN MODELO DE DESARROLLO QUE APROVECHE LOS RECURSOS NATURALES NO PROVOCANDO DAÑOS IRREVERSIBLES.· MEDICINA
*ES LA CIENCIA DEDICADA AL ESTUDIO DE LA VIDA, LA SALUD, ENFERMEDADES Y LA MUERTE DEL SER HUMANO.
·
NANOTECNOLOGÍA
*ES EL CAMPO DE LAS CIENCIAS AMPLIADAS DEDICADO AL CONTROL Y MANIPULACIÓN DE LA MATERIA A UNA ESCALA MENOR DE MICRÓMETRO.
·
AUTOMOTRIZ
*ES LA RAMA DE LA MECÁNICA QUE ESTUDIA Y APLICA LOS PRINCIPIOS PROPIOS DE LA FÍSICA Y MECÁNICA PARA LA GENERACIÓN Y TRANSACCIONAL DE MOVIMIENTO EN SISTEMAS AUTOMOTRICES COMO SON LOS AUTOMÓVILES.EXISTEN MAS APLICACIONES DE LA FISICOQUIMICA PERO AUNQUE AQUÍ NO SE MUESTREN EN SU TOTALIDAD NO QUIERE DECIR QUE SEAN MENOS IMPORTANTES; SIN EMBARGO ESTAS SON LAS MAS COTIDIANAS PARA EL SER HUMANO
LA FISICOQUIMICA COMO CIENCIA TIENE DIVERSAS RAMAS O AREAS DONDE SE
PUEDE APLICAR ESTA CIENCIA, ENTRE LAS RAMAS DE LA FISICOQUIMICA LAS QUE MAS
DESTACAN SON:
·
- LA TERMOQUIMICA: ESTA SE ENCARGA DE ESTUDIAR LOS EFECTOS CALORIFICOS QUE ACOMPAÑAN LAS TRANSFORMACIONES FISICAS Y QUIMICAS, CON EL FIN DE DETERMINAR LAS CANTIDADES DE ENERGIA DESPRENDIDAS O ABSORVIDAS COMO POR EJEMPLO EL CALOR DURANTE UNA TRANSFORMACION.
LAS LEYES QUE LO
RIGEN SON
1.
LEY DE LAVOISIER- LAPLACE: “EL CALOR NECESARIO
PARA DESCOMPONER UNA SUSTANCIA EN SUS ELEMENTOS ES IGUAL, PERO DE SENTIDO
CONTRARIO, AL QUE SE NESCESITA PARA VOLVER A FORMARLA”
2.
LEY DE HESS: “EL CALOR LIBERADO A PRESION O
VOUMEN CONSTANTE EN UNA REACCION QUIMICA DADA ES UNA CONSTANTE INDEPENDIENTE
DEL NUEMRO DE ETAPAS EN QUE SE REALIZA EL PROCESO QUIMICO”
3.
LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA: “LA
ENERGIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE SOLO SE TRANSFORMA”
- · CINETICA QUIMICA: ES LA ENCARGADA DE EL ESTUDIO DELA RAPIDEZ DE REACCION, ESTA ES UNA RAMA QUE SE BASA EN UN ESTUDIO BASADO EN LO EMPIRICO Y EN LO EXPERIMENTAL. ES UNA RAMA QUE PERMITE INDAGAR EN LAS MECANICAS DE LA REACCION
·
SI EN UNA REACCION QUIMICA ES CONDUCIDA
MEDIANTE UNA DIFERENCIAL APLICADA EXTERNAMENTE, EN GENERAL LA ELECTROQUIMICA SE
ENCARGA DE ESTUDIAR LAS SITUACIONES DONDE SE DAN REACCIONES DE OXIDACION Y
REDUCCION.
- · QUIMICA NUCLEAR: ESTE HABLA DE LOS CAMBIOS NATURALES Y ARTIFICIALES EN LOS ATOMOS CONCRETAMENTE, EN SUS NUCLEOS , ASI COMO TAMBIEN, LAS REACCIONES QUIMICAS DE LAS SUSTANCIAS QUE SON RADIOACTIVAS
HAY TRES TIPOS
DE EMICIONES RADIACTIVAS QUE PRODUCEN
SON:
LA ALFA
LA BETA
Y LA GAMMA
- ·
1.
LEY DE GROTTHUS-DRAPER: QUE ESTABLECE QUE LA LUZ
DEBE SER ABSORVIDA POR UNA SUSTANCIA QUIMICA PARA QUE DE LUGAR A UNA REACCION
FOTOQUIMICA
2.
LEY DE STARK-EINSTEIN: ESTABLECE QUE PARA CADA
FOTON DE LUZ ABSORVIDO POR UN SISTEMA QUIMICO, SOLAMENTE UNA MOLECULA ES
ACTIVADA PARA UNA REACCION FOTOQUIMICA
- ·
Y CONSISTE EN
DETECTAR LA ABSORCION DE EMICIONES DE RADIACION
ALGUNOS DE LOS EJEMPLOS
USADO EN NUESTRA VIDA DIARIA:
LOS RAYOS X
·
ESTE ES UNA RAMA
DE LA QUIMICA EN DONDE SE APLICA LO QUE ES LA MECANICA CUANTICA Y SUS TEORIAS Y
ESTA SE ENCARGA DE DESCRIBIR DE FORMA MATEMATICA LA FORMA EN QUE SE COMPORTA LA
MATERIA A ESCALA DE MOLECULAS
UNA DE LAS POSIBLES APLICACIONES DE ESTA RAMA EN
ENFOCADO EN EL ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DE LOS ATOMOS Y LAS MOLECULAS EN
CUANTO A LAS PROPIEDADES OPTICAS, MAGNETICAS Y MECANICAS
- · MAGNETOQUIMICA:
LINEA DEL TIEMPO
SE EXPLICA UN POCO SOBRE LAS CREACIONES DE ESTA CIENCIA QUE A TENIDO DESDE LOS INICIOS CON EL GALILEO GALILEI HASTA NUESTROS DIAS
- 1592
GALILEO. INICIO DE LA QUE ACTUALMENTE ES LA TERMODINAMICA.
ES EL QUE INVENTA EL PRIMER TERMOMETRO QUE FUNCIONABAN A TRA VES DE VINO Y NO DE MERCURIO COMO ES ACTUALMENTE
- 1641 SE APRENDE A DIFERENCIAR LA TEMPERATURA DEL CALOR
- 1644
INVENTO DE EL BAROMETRO
1698
THOMAS SAVERY (1650-1715)
INVENTOR INGLES ENCARGADO DE CREAR LO QUE FUE UNA GRAN AYUDA EN LA MINAS INGLE CONOCIDO COMO "EL AMIGO DEL MINERO"
ESTAB DISEÑADA CON EL FIN DE EXTRAER EL AGUA DE LAS MINAS DE CARBON INGLESAS Y FUNCIONABAN USANDO LA PRESION DEL VAPOR DE AGUA A ALTAS TEMPERATURA COMO LA PRESION DE LA ATMOSFERA CUANDO EL VAPOR CONDENSA Y SE PRODUCE UN VACIO PARCIAL
THOMAS NEWCOMEN (1663-1729)
CONSTRUYO UNA MAQUINA DE VAPOR ATMOSFERISCO UTILIZADA PARA BOMBEAR AGUA FUERA DE LAS MINCAS DE CARBON ESTAÑO EXISTENTE EN LA ZONA NATIVA DE NEWCOME
- 1717
FISICO ALEMAN QUE ESTABLECE LA ESCALA FAHRENHEIT DE TEMPERATURA
ANDERS CELCIUS
PROPUSO LOS PUNTOS DE FUCION Y EBULLICION DEL AGUA- 1765
JOSEPH BLACK (1728-1791)
- 1769
WATT IDEO LA SEPARACION ENTRE EL EXPANSOR Y EL CONDENSADOR
- 1824
- 1867
GULDBERG Y WAAGE ENUNCIAN LA LEY DE ACCION DE MASAS
- 1887
CREACION DE LOS RAYOS X EN UNOS DE LOS EXPERIMENTOS DE NIKOLA TESLA
La fisicoquímica en México
La físico-química se establece en México el
23 de septiembre de 1916, esto por el físico García-Colín, esto con fundación de la Escuela Nacional de Química Industrial, antecesora de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México.
23 de septiembre de 1916, esto por el físico García-Colín, esto con fundación de la Escuela Nacional de Química Industrial, antecesora de la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma de México.
• Desde la
década de 1990 la inversión extranjera en las industrias químicas de México ha
sido de alrededor de:
◘ 94% en la
industria farmacéutica,
◘90% en la
alimenticia,
◘ 80% en la
del hule,
◘Y en la industria petrolera.
Esta última
utiliza millones de dólares que se pagan anualmente por conceptos de compra de
tecnología, asesoramiento, regalías. Así como también en otros renglones similares es una fracción
importante del presupuesto del Instituto Mexicano del Petróleo (imp.), el
centro de investigación y desarrollo ligado a la industria paraestatal mexicana
Petróleos Mexicanos (Pemex).
- Como ciencia, la fisicoquímica en México experimenta un subdesarrollo aún más notable que en los casos de la física y las matemáticas-
• En La
década de 1960 en México contempló el nacimiento de dos grandes centros de
investigación en el Distrito Federal, uno el Centro
de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav) y otro, el imp.
de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav) y otro, el imp.
Estos relacionados con la investigación en química.
El primero, junto con la Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa (uam-i),
cuenta con los mejores departamentos de química que hay en el país. En ellos
existen grupos de gran prestigio que realizan investigación básica y aplicada
en temas de fisicoquímica moderna: química cuántica, electroquímica, catálisis
homogénea y heterogénea, espectroscopia, complejos inorgánicos, química de
superficies, química de
compuestos boro-fósforo, etcétera.
compuestos boro-fósforo, etcétera.
- La
Facultad de Química y el Instituto de Química, ambos de la unam, cuentan
con excelentes grupos de investigación en las áreas de termodinámica y química
cuántica muy consolidados después de tantos años. Los siguientes son temas de
la fisicoquímica y están entre los más importantes que se cultivan en las
instituciones de educación superior e investigación de México:
*.
Fisicoquímica de polímeros y macromoléculas
*.
Fisicoquímica farmacéutica
*.
Fisicoquímica y ciencia de materiales
*. Química
biomimética
*.
Petroquímica y ciencias afines
*.
Fisicoquímica de semiconductores
*.
Fisicoquímica de procesos extractivos
*.
Fisicoquímica de superficies
En 1985 había aproximadamente 200 doctores en química en México. Si esta población se duplicó o triplicó en 20 años hoy serían unos 600 doctores en química, pero sobre una población de 100 millones de habitantes, se tendría 3/5 de doctor en química por cada 100 000 habitantes, que es una cifra apropiada. Lo que se ha observado en los últimos 20 años, es el número de investigadores, para las características de un país como el nuestro, la fisicoquímica está en el infradesarrollo. No es concebible, aunque evidentemente es posible.
•Nuestro país
es uno de los más ricos en recursos naturales y aun así no se le ha dado un
impulso considerable a la fisicoquímica desde
ya hace 100 años. En la actualidad existen escasas instituciones de educación
superior en el país que ofrezcan estudios de posgrado en petroquímica. Este es
un hecho que opaca, oscurece y aniquila la frase de que el petróleo es nuestro•
TEMAS DE ESTUDIO DE LA FISICOQUIMICA
·
ESTABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS SISTEMAS DE UN SOLO COMPONENTE
·
ESTABILIDAD MUTUA DE LOS SISTEMAS DE UN SOLO COMPONENTE
·
EL PRINCIPIO DE LE CHÂTELIER-BRAUN.
·
ESTABILIDAD INTRÍNSECA DE LOS SISTEMAS GENERALES
·
ENTALPÍA
·
FUNCIONES DE HELMHOLTZ Y DE GIBBS.
·
RELACIONES DE MAXWELL
·
ECUACIONES TDS
·
ECUACIONES DE LA ENERGÍA
·
ECUACIONES DE LAS CAPACIDADES CALORÍFICAS
·
COEFICIENTE DE DILATACIÓN TÉRMICA
·
COMPRESIBILIDAD
·
DIAGRAMAS DE GIBBS
·
CAMBIOS DE FASE DE PRIMER ORDEN
·
ECUACIÓN DE CLAPEYRON
·
ESTADOS METASTABLES EN LAS TRANSICIONES DE FASE
·
FUSIÓN, VAPORIZACIÓN Y SUBLIMACIÓN
·
ECUACIÓN DE KIRCHHOFF
·
EFECTO JOULE-KELVIN
·
ESTADO CRÍTICO
·
CAMBIOS DE FASE DE ORDEN SUPERIOR
·
TEORÍA DE TISZA DE LAS TRANSICIONES DE FASE DE SEGUNDO ORDEN
·
TEORÍA DE EHRENFEST DE LAS TRANSICIONES DE FASE DE SEGUNDO ORDEN
·
HELIO LÍQUIDO Y SÓLIDO
·
LEY DE DALTON
·
MEMBRANA SEMIPERMEABLE
·
TEOREMA DE GIBBS
·
ENTROPÍA DE UNA MEZCLA DE GASES IDEALES INERTES
·
FUNCIÓN DE GIBBS DE UNA MEZCLA DE GASES PERFECTOS INERTES
·
EQUILIBRIO TERMODINÁMICO
·
EQUILIBRIO QUÍMICO
·
EQUILIBRIO MECÁNICO
·
EQUILIBRIO TÉRMICO
·
LEY DE ACCIÓN DE MASAS
·
CONSTANTE DE EQUILIBRIO
·
CALOR DE REACCIÓN
·
ECUACIÓN DE NERST
·
AFINIDAD
·
DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO
·
CAPACIDAD CALORÍFICA DE LOS GASES REACCIONANTES
·
ECUACIONES TERMODINÁMICAS PARA UN SISTEMA HETEROGÉNEO.
·
REGLA DE LAS FASES SIN REACCIÓN QUÍMICA
·
REGLA DE LAS FASES CON REACCIÓN
·
QUÍMICA
·
APLICACIONES A SISTEMAS SIMPLES
·
DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE COMPONENTES
·
DESPLAZAMIENTO DEL EQUILIBRIO
·
FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN TERMODINÁMICA
·
VALORES MEDIOS O DE EQUILIBRIO.
·
MOMENTOS Y FUNCIÓN DE DISTRIBUCIÓN.
·
MOMENTOS DE LA FLUCTUACIÓN TERMODINÁMICA.
·
AFINIDADES Y FLUJO
·
HIPÓTESIS DE LA TERMODINÁMICA IRREVERSIBLE LINEAL.
·
SISTEMAS MARKOFFIANOS
·
PROCESOS LINEALES.
·
BASES ESTADÍSTICAS DE LA RECIPROCIDAD DE ONSAGER
ELABORADO POR:
GUERRA GOMEZ ADILENE
MENDEZ DIAZ FELIX GUILLERMO
PEREZ MIJANGOS ZULEYMA MARODY
GOMEZ MERYEXTEL
VILLAR PACHECO LUIS EDUARDO
esta bien el trabajo pero los colores están un poco raros aun así gracias me ayudo en mi tarea de física :)
ResponderEliminarBuena información gracias
ResponderEliminarLa fisicoquímica refleja su aplicación en el área de la farmacología cuando recurrimos a la termodinámica para estudiar y comprender los procesos bioenergéticos que ocurren en el cuerpo humano cuando se nos administra algún fármaco. Dicho fármaco pasa por distintos procesos físicos y químicos para completar su acción en los que los parámetros fisicoquímicos tales como la entalpía, la entropía, la energía libre de Gibbs, entre otros toman un papel importante. Así como en el proceso de creación y aprobación de fármacos, la fisicoquímica nos ayuda a ver el comportamiento de los fármacos en los distintos medios con los que entra en contacto en el cuerpo humano.
ResponderEliminarLa fisicoquímica tiene relación con la farmacología, cuando aplicamos sus diferentes ramas como cinética química, dinámica química, la termodinámica en los efectos de calor, que tienen que ver con la energía liberada, así como la Ley de Lavoisier que nos habla del calor necesario para descomponer una sustancia; la velocidad de reacción, influencia de la temperatura en los fenómenos bioquímicos, degradación de principios activos; así como la fotoquímica y espectroscopía nos ayudan a analizar concentración de sustancias y fármacos.
ResponderEliminar