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Academic Year/course: 2023/24

29922 - Applied Chemical Kinetics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
29922 - Applied Chemical Kinetics
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering: 3
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
Semester:
First semester
Subject type:
435 - Compulsory
330 - ENG/Complementos de Formación
Module:
---

1. General information

The subject presented in the Applied Chemical Kinetics course aims that the student develops the necessary skills to know and know how to apply the strategies that allow to deduce the kinetic equations of chemical reactions, both in homogeneous and heterogeneous systems, in the absence and in presence of catalysts. Kinetic information is basic for reactor design, optimization and control in chemical industry processes.

These approaches and goals are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda 2030(https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), so that the acquisition of the learning results of the subject provides training and knowledge, skills and competencies to contribute to some extent to their achievement: Goal 9, objectives 9.4 and 9.5.

2. Learning results

1. Ability to apply the basic knowledge acquired to carry out material balances and to perform energy.

2. Interpret kinetic information for homogeneous and heterogeneous reactions and know how to apply it to the chemical industry.

3. Analyze the influence of the main variables on the observed reaction rate.

4. Know the transport phenomena coupled to heterogeneous kinetics.

5. Know and understand how to apply the different mathematical methods for the determination of the equation of rate of a chemical reaction.

6. Solve chemical kinetics problems and interpret results.

3. Syllabus

Block 1. Introduction.

  • Unit 1. Basic concepts of Applied Chemical Kinetics.

Block 2. Kinetics of homogeneous reactions.

  • Unit 2. Homogeneous reactions: Kinetic equation.
  • Unit 3. Interpretation of kinetic data obtained in laboratory reactors. Batch reactors and continuous.
  • Unit 4. Differential methods of kinetic data analysis.
  • Unit 5. Comprehensive methods of kinetic data analysis.
  • Unit 6. Catalysis phenomenon. Homogeneous catalysis.

Block 3. Kinetics of heterogeneous reactions.

  • Unit 7. Introduction to the kinetic study of heterogeneous reactions.
  • Unit 8. Obtaining experimental kinetic data in catalytic gas/solid reactions.
  • Unit 9. Kinetics and mechanism of reactions over solid catalysts.
  • Unit 10. Deactivation of catalysts. Deactivation kinetics.

Block 4. Kinetics of enzymatic reactions.

  • Unit 11. Enzymes. Homogeneous enzyme kinetics.

4. Academic activities

  • Master classes (40 h). Presentation and explanation by the teacher of the theoretical contents and resolution of model problems.
  • Problems and Cases (20 h). The student will solve in class, supervised by the teacher, problems and practical casesrelated to the theoretical classes.
  • Supervised work (24 h). Resolution of problems and practical cases, proposed by the teacher, and that will be developed individually or in groups of 2 students. They will be distributed throughout the semester, being tutored and assessed by the teacher.
  • Personal study (60 h). It is recommended that students distribute their personal work throughout the semester.
  • Assessment tests (6 h). Development of midterm exam and final test, or global test.

These activities will be complemented with individual or group tutorials throughout the term.

5. Assessment system

FIRST CALL. One of these options is available:

Option 1. Assessment composed of the valuation of the following activities:

1. Supervised work. (20% of the final grade). Resolution by the student, individually or in groups, of questions, case studies and problems.

2. First midterm exam. (40% of the final grade). Written test (topics 1-6). It will consist of theoretical-practical questions and problem solving, being necessary a minimum score of 4.0 out of 10 in each part to average. A minimum grade of 4.5 will be required to average with the rest of activities.

3. Second midterm exam. (40% of the final grade). Written test (topics 7-11) of similar characteristics as the first midterm exam, for students who have passed the 1st midterm exam.  will be held simultaneously with the final test (activity 4).

4. Final test. (80% of the final grade). Global written test with all the contents of the subject , with similar characteristics to the midterm exam. The grade obtained must be equal to or higher than 4.5 to be averaged with the tutored assignments.

To pass the subject, a grade of 5.0 or higher must be obtained, considering activities 1-4.

Option 2. (100% of the final grade). Global written test of similar characteristics to the final test of the option 1, adapted so that the student accredits the acquisition of all the learning results. A minimum score of 5.0 is required.

 

SECOND CALL FOR APPLICATIONS. (100% of the final grade). Global written test of similar characteristics to option 2 of the 1st round. It may represent 80% of the final grade for those students who have completed activity 1 (tutored work) of option 1 of the 1st call and decide to keep the grade obtained.


Curso Académico: 2023/24

29922 - Cinética química aplicada


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
29922 - Cinética química aplicada
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
435 - Graduado en Ingeniería Química
Créditos:
6.0
Curso:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
435 - Graduado en Ingeniería Química: 3
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
435 - Obligatoria
330 - Complementos de Formación
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

La materia presentada en la asignatura Cinética Química Aplicada tiene como objetivo que el estudiante desarrolle las habilidades necesarias para conocer y saber aplicar las estrategias que permiten deducir las ecuaciones cinéticas de las reacciones químicas, tanto en sistemas homogéneos como heterogéneos, en ausencia y en presencia de catalizadores. La información cinética es básica para el diseño, optimización y control del reactor en los procesos de la industria química.

 

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y conocimientos, habilidades y competencias para contribuir en cierta medida a su logro: Objetivo 9, metas 9.4 y 9.5.

2. Resultados de aprendizaje

  1. Tiene aptitud para aplicar los conocimientos básicos adquiridos para la realización de balances de materia y energía.
  2. Interpreta información cinética para reacciones homogéneas y heterogéneas y la sabe aplicar a la industria química.
  3. Analiza la influencia de las principales variables en la velocidad de reacción observada.
  4. Conoce los fenómenos de transporte acoplados a la cinética heterogénea.
  5. Conoce y saber aplicar los diferentes métodos matemáticos para la determinación de la ecuación de velocidad de una reacción química.
  6. Resuelve problemas de cinética química e interpreta resultados.

3. Programa de la asignatura

Bloque 1. Introducción.

  • Tema 1. Conceptos básicos de la Cinética Química Aplicada.

Bloque 2. Cinética de las reacciones homogéneas.

  • Tema 2. Reacciones homogéneas: Ecuación cinética.
  • Tema 3. Interpretación de datos cinéticos obtenidos en reactores de laboratorio. Reactores discontinuos y continuos.
  • Tema 4. Métodos diferenciales de análisis de datos cinéticos.
  • Tema 5. Métodos integrales de análisis de datos cinéticos.
  • Tema 6. Fenómeno de la catálisis. Catálisis homogénea.

Bloque 3. Cinética de las reacciones heterogéneas.

  • Tema 7. Introducción al estudio cinético de las reacciones heterogéneas.
  • Tema 8. Obtención de datos cinéticos experimentales en reacciones gas/sólido catalíticas.
  • Tema 9. Cinética y mecanismo de las reacciones sobre catalizadores sólidos.
  • Tema 10. Desactivación de catalizadores. Cinética de desactivación.

Bloque 4. Cinética de las reacciones enzimáticas.

  • Tema 11. Enzimas. Cinética enzimática homogénea.

4. Actividades académicas

  • Clases magistrales (40 h). Presentación y explicación por parte del profesor de los contenidos teóricos y resolución de problemas modelo.
  • Problemas y Casos (20 h). El alumno resolverá en clase, supervisado por el profesor, problemas y casos prácticos relacionados con las clases teóricas.
  • Trabajos tutelados (24 h). Resolución de problemas y casos prácticos, propuestos por el profesor, y que se desarrollarán de forma individual o en grupos de 2 alumnos. Se distribuirán a lo largo del semestre, siendo tutelados y evaluados por el profesor.
  • Estudio personal (60 h). Se recomienda que el estudiante distribuya su trabajo personal a lo largo de todo el semestre.
  • Pruebas de evaluación (6 h). Desarrollo de pruebas parciales y examen final, o bien prueba global.

Estas actividades se complementarán con las tutorías individuales o grupales que se realizarán a lo largo de todo el curso.

5. Sistema de evaluación

PRIMERA CONVOCATORIA. Se podrá optar por una de estas opciones:

Opción 1. Evaluación compuesta por la valoración de las siguientes actividades:

  1. Trabajos tutelados. (20 % de la calificación final). Resolución por el estudiante, de forma individual o en grupo, de cuestiones, casos prácticos y problemas.
  2. Primera prueba parcial. (40 % de la calificación final). Prueba escrita (temas 1-6). Constará de cuestiones teórico-prácticas y de resolución de problemas, siendo necesaria una puntuación mínima de 4.0 sobre 10 en cada parte para promediar. Será necesaria una nota mínima de 4.5 para promediar con el resto de actividades.
  3. Segunda prueba parcial. (40 % de la calificación final). Prueba escrita (temas 7-11) de similares características que la primera prueba parcial, para los alumnos que hayan superado la 1ª prueba parcial. Se realizará simultáneamente con el examen final (actividad 4).
  4. Examen final. (80 % de la calificación final). Prueba escrita global con todos los contenidos de la asignatura, de características similares a las pruebas parciales. La nota obtenida deberá ser igual o superior a 4.5 para promediar con los Trabajos tutelados.

Para superar la asignatura, se debe obtener una nota igual o superior a 5.0, considerando las actividades 1-4.

Opción 2. (100 % de la nota final). Prueba escrita global de características similares al examen final de la opción 1, adaptada para que el alumno acredite la adquisición de todos los resultados de aprendizaje. Será necesario obtener una puntuación mínima de 5.0.

 

SEGUNDA CONVOCATORIA. (100 % de la nota final). Prueba escrita global de similares características a la opción 2 de la 1ª convocatoria. Podrá suponer el 80 % de la nota final para aquellos alumnos que hayan realizado la actividad 1 (Trabajos tutelados) de la opción 1 de la 1ª convocatoria y decidan conservar la nota obtenida.