Descripción y contextualización de la asignatura

Adquirir los conocimientos y las competencias básicas y aplicadas para el estudio y la caracterización de las superficies que separan distintas fases de la materia.



“En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.”

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocimiento y determinación de la estructura, propiedades y aplicaciones de las diferentes familias de materiales: metálicos, poliméricos, cerámicos(incluyendo los vidrios), compuestos y funcionales. Todo ello integrando información teórica experimental







Conocimiento de los principios y mecanismos que rigen los procesos de deterioro de materiales así como los métodos para combatirlos, proponiendo posibilidades de mejora de los materiales de cara a la optimización de su uso

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Se informa adecuadamente en la web del máster:

http://www.ehu.eus/es/web/masteringenieriamaterialesavanzados/egutegia-eta-ordutegia <br /><br />En el apartado web "Horario y calendario/HORARIO" en mayo del curso anterior ya se cuelgan los horarios del curso <br /><br />siguiente que incluyen las fechas de las convocatorias ordinarias. <br /><br />Además, en el link siguiente están colgados los tribunales de 3ª y 4ª convocatoria: <br /><br />http://www.ehu.eus/es/web/masteringenieriamaterialesavanzados/aurkezpena <br /><br />Por otro lado, en el primer link comentado se puede descolgar el fichero Word con las explicaciones necesarias para <br /><br />proceder a realizar una renuncia (apartado "Horario y calendario/CALENDARIO DOCENTE") según su apartado (primera <br /><br />página): ANULACIÓN CONVOCATORIA.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Se informa adecuadamente en la web del máster:

http://www.ehu.eus/es/web/masteringenieriamaterialesavanzados/egutegia-eta-ordutegia <br /><br />En el apartado web "Horario y calendario/HORARIO" en mayo del curso anterior ya se cuelgan los horarios del curso <br /><br />siguiente que incluyen las fechas de las convocatorias extraordinarias.

Temario

Tensión superficial energía libre superficial. La ecuación de Young-Laplace. El fenómeno de la capilaridad: discusión matemática y aspectos experimentales. Los métodos para la determinación de la tensión superficial: de desprendimiento, basados en la forma de gotas o burbujas estáticas, dinámicos. Comparación de resultados.

Sistemas monocomponentes. Tratamiento estructural y teórico de interfases líquidas. Orientación de interfases. La termodinámica de sistemas binarios. La determinación de cantidades de exceso. Monocapas tipo Gibbs.

Introducción. La extensión de un líquido en el seno de otro. Las técnicas experimentales para el estudio de películas monomoleculares. Los estados o fases de una película monomolecular. Películas mixtas. Las velocidades de evaporación través de películas monomoleculares. La disolución de monocapas. Reacciones químicas en películas monomoleculares.

La doble capa eléctrica. La capa de Stern. La energía libre de una doble capa difusa. La repulsión entre capas planas dobles. El potencial dseta. La electrocapilaridad. La interfase sólido-líquido electrificada. Tipos de potenciales y el significado de una diferencia de potencial cuando se encuentran implicadas dos fases. Los potenciales voltaicos, las diferencias de potencial superficiales y la función de trabajo termoiónica. Los potenciales de electrodo. Fenómenos irreversibles en electrodos.

Las fuerzas entre átomos y moléculas. Fuerzas de largo alcance. Fuerzas de largo alcance en disolución. Fuerzas en sistemas biológicos. La presión de desunión. El agua anómala. La propagación de dipolo-dipolo inducido.

Introducción. La termodinámica de cristales. Estimaciones teóricas de energías superficiales y de energías libres. Los factores que afectan a las energías superficiales y a las tensiones superficiales de cristales reales. Estimaciones experimentales de energías superficiales y de energías libres. Reacciones químicas en superficies sólidas.

La teoría clásica de nucleación. Estudios experimentales de nucleación. El crecimiento de cristales. Crecimiento epitaxial y nucleación superficial.

Energías superficiales y cambios en la solubilidad. Energías superficiales a partir de estudios de inmersión, adsorción, ¿El ángulo de contacto. La histéresis del ángulo de contacto. Métodos experimentales y medidas del ángulo de contacto. Teorías sobre los fenómenos relacionados con el ángulo de contacto. El modelo de la distorsión del potencial.

La adsorción de especies no electrolitos a partir de disoluciones diluidas. La adsorción de polímeros. La adsorción irreversible. La adsorción de electrolitos. Fotofísica y fotoquímica del estado adsorbido

Fricción entre superficies no lubrificadas. Casos especiales de fricción. La fricción metálica: efecto de las películas de óxidos. La fricción entre no-metales. Consideraciones adicionales. Fricción entre superficies lubrificadas. Adhesión.

Mojado o humectación. Repulsión del agua. Flotación. Propiedades de la asociación coloides-micelas. Detergencia.

Propiedades generales de las emulsiones. Los factores que afectan a la estabilidad de una emulsión. El envejecimiento y la inversión de una emulsión. El balance hidrofilo-lipófilo. Microemulsiones. La estructura de una espuma. El drenaje de espumas. La estabilidad de una espuma. Los aerosoles.

Películas poliméricas tipo Langmuir. Películas proteínicas tipo Langmuir. Otras películas biológicas. Membranas, bicapas y vesículas. Películas en interfases líquido-líquido y en superficies líquidas no acuosas. Películas cargadas. Películas tipo Langmiur-Blodgett.

El área superficial de los sólidos. La estructura y la naturaleza química de las superficies sólidas. La naturaleza del complejo sólido-adsorbato.

El tiempo de adsorción. La isoterma de adsorción de Langmuir. Procedimientos experimentales. Las isotermas BET y otras relacionadas. Isotermas basadas en ecuaciones de estado de la película adsorbida. La teoría del potencial. Comparación de áreas superficiales a partir de varios modelos multicapa. La isoterma característica y conceptos relacionados. Quimicofísica de la adsorción submonocapa. Transiciones de fase en la región multicapa. La termodinámica de la adsorción, Comparación crítica de los diferentes modelos para la adsorción. Adsorción física en superficies heterogéneas. Velocidad de adsorción. La adsorción en sólidos porosos: histéresis.

La quimisorción desde el punto de vista molecular. Las isotermas de quimisorción. La cinética de la quimisorción. Movilidad superficial. El enlace de quimisorción. Mecanismos en catálisis heterogénea. La influencia de la isoterma de adsorción en la cinética de catalizadores heterogéneos. Algunos ejemplos.

La corrosión en materiales metálicos. Potencial de electrodo. Series galvánicas. Clasificación de la corrosión. Corrosión atmosférica. Corrosión bajo influencia de factores mecánicos. Protección anticorrosiva. Tratamientos superficiales. Protección metálica. Intemperización de los materiales plásticos. Estabilización frente a intemperie de los materiales plásticos.

Bibliografía

Bibliografía básica

1. A. W. Adamson y A. P. Gast. Physical Chemistry of Surfaces. 6ª edición. Wiley-Interscience (1997).

2. E. M. McCash. Surface Chemistry. Oxford University Press (2001).

3. J. P. Eberhardt. Structural and Chemical Analysis of Materials. Wiley (1991)

4. C. H. Bartholomew y R. J. Farrauto. Fundamentals of Industrial Catalytic Processes. 2ª edición. Wiley-Interscience (2006)

5.- Adamson, A.W.; Gast, A.P.; "Physical Chemistry of Surfaces". Ed. Wiley Interscience (1997)

6.- Roig, A.; Diaz Peña, M.; "Quimica Fisica". ed. Alhambra (1984)

7.- Becher, P.; "Emulsions, theory and practice". Litton Educational Publishing Inc. (1972)

Bibliografía de profundización

1.- Rosano, H.L.; Clausse, M.; "Microemulsion systems". Surfactant Science Series. vol.24. ed. Marcel Dekker (1987)



2.- Shinoda, K.; "Solvent Properties of Surfactant Solutions". Surfactant Science Series, vol.2 (1983)



3.- Kuo-Yann, L.; "Liquid Detergents". Surfactant Science Series. vol.67. Ed. Dekker (1997)



4.- Rao, K.H.; Forssberg, K.S.E.; "Interactions of anionic collectors in Flotation of semi-soluble salt minerals". in "Innovations in Flotation Technology". Mavros & K.A.Martin Eds. Kluwer Academic Publishers (1998).