CURSO : PRINCIPIOS Y METODOS DE ELECTROQUIMICA FUNDAMENTAL Y DE ELECTROPOLIMERIZACION TRADUCCION : PRINCIPLES AND METHODS OF FUNDAMENTAL ELECTROCHEMISTRY SIGLA : QPG3148 CREDITOS : 10 UC / 6 SCT MODULOS : 2 REQUISITOS : SIN REQUISITOS CONECTOR : NO APLICA RESTRICCIONES : DOCTORADO UC CARACTER : OPTATIVO TIPO : CATEDRA CALIFICACION : ESTANDAR (CALIFICACION DE 1.0 A 7.0) PALABRAS CLAVE : ELECTROQUIMICA // ELECTROCATALISIS // BIOELECTROQUIMICA // FOTOELECTROQUIMICA // ELECTRODOS MODIFICADOS // NIVEL FORMATIVO : DOCTORADO I.DESCRIPCIÓN DEL CURSO Este curso se enfoca en la entrega de conocimientos basicos acerca de Electroquimica y de la utilidad de esta en el area de sintesis y caracterizacion electroquimica de materiales. El curso integra y utiliza conceptos de Termodinamica y Cinetica Electroquimica, ademas de las tecnicas que se usan en esta area, como voltamperometria ciclica, potenciometria, etc., con vista a su utilidad en el campo de la sintesis y caracterizacion electroquimica de nuevos materiales. II.RESULTADOS DE APRENDIZAJE Al finalizar el curso los estudiantes seran capaces de: 1. Analizar los conceptos basicos de la Electroquimica Fundamental. 2. Conocer diferentes tecnicas electroquimicas y sus aplicaciones en la obtencion y caracterizacion de nuevos materiales. 4. Realizar analisis critico de la resolucion de problemas vigentes, donde la disciplina realiza su aporte. 3. Dise?ar y proponer nuevas investigaciones en forma colaborativa e interdisciplinaria en la disciplina, con un enfoque actualizado. III.CONTENIDOS 1.Introduccion. Conceptos basicos. Nomenclatura y metodologias usadas en Electroquimica. Signos y convenciones. Transferencia electronica. Conceptos basicos de reacciones electrodicas. 2.Termodinamica y Cinetica Electroquimica. Isoterma de adsorcion de Gibbs. Espesor de la capa de difusion de Nerst. Potenciales electroquimicos. Teorias de estructura de la doble capa. Mecanismos de reaccion. Reacciones electrodicas controladas por difusion. Transferencia electronica. Cinetica de transferencia electronica heterogenea. 3.Celdas electroquimicas. Introduccion, aspectos generales. Materiales para celdas y electrodos. Celdas convencionales. Celdas para voltamperometria y polarografia. Celdas para culombimetria y para electroquimica preparativa. Trabajo en atmosfera inerte y en disolventes aproticos. Control de temperatura y presion. Celdas de flujo. Celdas para espectro-electroquimica. 4.Instrumentacion. Medicion de voltaje, corriente, resistencia, capacitancia, impedancia e inductancia. 5.Disolventes y electrolitos. Funcion del sistema disolvente-electrolito soporte en electroquimica. Propiedades electroquimicas del agua y de algunos disolventes organicos. Propiedades electroquimicas de algunos electrolitos soporte. Electrolitos y disolventes sustentables no convencionales. Liquidos ionicos y disolventes eutecticos profundos. Electrolitos para baterias. 6.Electrodos. Medicion de potenciales de electrodo. Electrodos de referencia. Propiedades de electrodos de referencia ideales. Electrodos de referencia para trabajo en disoluciones acuosas. Electrodos de referencia para trabajo en disolventes polares aproticos. Electrodos indicadores voltametricos y su comportamiento electroquimico. Pre-tratamiento electrodico. Determinacion de area de electrodo. 7.Tecnicas experimentales. Metodos potenciometricos y amperometricos. Tecnicas de barrido de potencial. Barrido lineal de potencial y volamperometria ciclica. Tecnicas de pulsos y escalones de potencial. Voltamperometria de pulso normal. Voltamperometria de pulso diferencial. Voltamperometria de onda cuadrada. Microbalanza de cristal de cuarzo. Microscopio de barrido electroquimico. 8.Electrodepositos polimericos. Metodos de electropolimerizacion (galvanostatico, potenciostatico, potenciodinamico). Polimerizacion anodica y catodica. Factores involucrados en la electropolimerizacion. Mecanismos de electropolimerizacion. Caracterizacion electroquimica de polimeros. Cronoculombimetria. Voltamperometria ciclica. Procesos de doping-undoping. Cronoamperometria. Determinacion de mecanismo de transferencia de carga. Relacion estructura-conductividad. Utilidad de electrodepositos polimericos. Electrocromismo. Proteccion frente a la corrosion. Dispositivos electronicos. Baterias. Sensores potenciometricos y amperometricos. Electrocatalisis, etc. 9.Bioelectroquimica. Biosensores. Tecnicas electroquimicas usadas en analisis de farmacos. Electrodos solidos en analisis de farmacos. Electrodos impresos (SPE) para determinacion de farmacos. Biosensores electroquimicos para analisis de farmacos. Detectores electroquimicos en cromatografia liquida y sistemas de inyeccion de flujo para analisis de farmacos. Validacion del metodo electroanalitico en analisis farmaceutico y sus aplicaciones. 10.Electrocatalisis y foto-electrocatalisis para reacciones de relevancia ambiental y electro-analisis: reduccion de CO2, reduccion de O2, ?Water Splitting?, evolucion de H2, hidracina, nitrito, bromato etc. Dise?o de electrocatalizadores derivados de nanoparticulas metalicas, electrocatalizadores moleculares y basados en materiales carbonaceos. Metodologias de sintesis y caracterizacion de semiconductores. Aspectos relevantes de espectro-electroquimica UV-Vis, IR/ATR, Raman. Dise?o de electrolizadores. IV.ESTRATEGIAS METODOLOGICAS Clases expositivas tradicionales. Seminarios de los alumnos, analisis de casos y resolucion de problemas por parte del estudiante, ademas de un trabajo experimental en el laboratorio. V.ESTRATEGIAS EVALUATIVAS 1. Interrogacion global escrita (capitulos 1 a 7): 30 %. 2. Seminarios y/o resolucion de problemas (temas relacionados con contenidos 8 en adelante): 60 %. 3. Trabajo practico en laboratorio, para consolidar formacion en aspectos experimentales del area: 10 %. VI.BIBLIOGRAFIA Minima: Textos de Electroquimica Clasica Fundamental, como: 1.?Physical Electrochemistry. Principles, Methods, and Applications?, I. Rubinstein (ed.), Marcel Dekker, Inc., Nueva York (1996). 2.?Electrochemistry for Chemists?, D. T. Sawyer, A. Sobkowiak, J. L. Roberts Jr., 2? ed. John Wiley & Sons, Inc., Nueva York (1995). 3.?Electrode Kinetics for Chemists, Chemical Engineers, and Materials Scientists?,E.Gileadi, Wiley-VCH Inc., Nueva York (1993). 4.?Electroanalysis in Biomedical and Pharmaceutical Sciences?, Sibel A. Ozkan, Jean-Michel Kauffmann and Petr Zuman, Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2015). 5.?Nano-electrochemistry?, M. Mirkin and S. Amemiya Eds, ISBN: 978-1-4665-6119-9, CRC Press Taylor & Francis Group (2015). Complementaria: -Articulos de revistas del area electroquimica de fecha reciente a la realizacion del curso (antiguedad menor de tres a?os), tales como: Biosensors & Bioelectronics, Journal of Power Sources, Sensors and Actuators B-Chemical, Electrochimica Acta, Electrochemistry Communications, ChemElectroChem, International Journal of Hydrogen Energy, Bioelectrochemistry, Journal of the Electrochemical Society, Journal of Electroanalytical Chemistry, etc.