Nuevos materiales didácticos para descubrir los aspectos más cotidianos de la Electroquímica

A pesar del amplio abanico de aplicaciones que posee la electroquímica, con importantes repercusiones en muchos aspectos de la vida cotidiana, los egresados de química de las universidades españolas poseen en general un notable desconocimiento de esta materia. Con objeto de hacer más atractivo el aprendizaje de esta parte de la química, al tiempo que se revelan algunas de sus aplicaciones menos conocidas, se han preparado nuevos materiales didácticos. En ellos se describen de manera divulgativa algunas de las aplicaciones más importantes de la electroquímica, como son las baterías, síntesis de aluminio, o su uso en biosensores. Los nuevos materiales se han suministrado al alumnado del primer curso del grado de química de la Universidad de Alicante y se ha pedido su opinión a través de una encuesta. En general la recepción ha sido buena, aunque la respuesta de los estudiantes ha sido algo escasa. Para dar mayor difusión, se está creando una página web con estos mismos contenidos. Esta página web se ha puesto a disposición de los alumnos de la asignatura Electroquímica de 4º curso de la licenciatura (plan a extinguir) de Química y de nuevo se pedirá su opinión a través de un formulario web.

Seguimiento del Grado en Química

Con la implantación del 4º curso del grado en Química, que se ha realizado en el presente curso académico, se han completado los cuatro cursos del grado. En la Facultad de Ciencias se han constituido ocho comisiones de semestre, en las que participan profesores de todos los departamentos que imparten docencia en la titulación y la Comisión de Grado, formada por los coordinadores de las comisiones de semestre que, a su vez, forman parte de una red docente para el seguimiento del grado. Desde estas comisiones se está realizando un intenso trabajo cooperativo cuyo objetivo es alcanzar una coherencia tanto en la distribución de contenidos, como en las metodologías docentes y de evaluación de las materias que componen el plan de estudios del Grado en Química de la Universidad de Alicante. La coordinación horizontal entre semestres de un mismo curso y la coordinación vertical entre cursos forman parte de las tareas que se desarrollan. Los resultados de este trabajo permiten identificar las deficiencias en el proceso de implantación y plantear posibles propuestas de mejora en la organización docente de la titulación.

Red de seguimiento del grado en Geología (Facultad de Ciencias, UA)

Con el comienzo del cuarto y último curso del grado en Geología en el año académico 2013-14 y en el marco del programa de Redes de Investigación en Docencia Universitaria de la Universidad de Alicante, en la Facultad de Ciencias se ha constituido una red de trabajo formada por los profesores coordinadores de semestre del Grado en Geología, que tiene como principal objetivo favorecer, tanto el buen funcionamiento del título, como la gestión interna del seguimiento del mismo. Se persigue pues detectar posibles deficiencias en la implementación del título, proponiendo recomendaciones y sugerencias de mejora, así como evidenciar los progresos del título en el desarrollo del Sistema de Garantía Interno de Calidad (SGIC), tanto en lo relativo a la revisión de la aplicación del plan de estudios, como a la propuesta de acciones para mejorar su diseño e implantación. El método de trabajo se ha basado en reuniones en las que los miembros de la red han planteado y debatido los parámetros e indicadores de seguimiento de la red.

Trabajo de coordinación para la implementación del cuarto curso del Grado en Química

En el curso 2013-14 se implantará el cuarto y último curso del Grado en Química. La experiencia adquirida durante la implementación de los tres primeros cursos ha puesto de manifiesto la conveniencia de realizar un proceso de coordinación entre los profesores de las diferentes asignaturas que garantice la consecución de las competencias previstas en la memoria del título. Por ello, se ha creado en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante una red de investigación en docencia universitaria que ha estado trabajando desde el inicio del presente curso académico en este tema. Dicha red está constituida por el Vicedecano de Ordenación Académica de la Facultad de Ciencias, la Coordinadora Académica de Química y los profesores coordinadores de todas las asignaturas del 4º curso del grado (excepto Prácticas Externas y Trabajo Fin de Grado). En esta comunicación se presentarán los resultados del trabajo de investigación realizado por estos profesores que ha permitido elaborar las guías docentes de las asignaturas, planificar y coordinar las actividades a realizar para que los alumnos adquieran las competencias transversales, realizar un cronograma de actividades de evaluación y otro de prácticas de laboratorio que asegure la distribución homogénea del trabajo del alumno durante el curso académico.

Interaction of water with methanesulfonic acid on Pt single crystal electrodes

The electrochemical behavior of methanesulfonic acid on platinum single crystal electrode surfaces is investigated by cyclic voltammetry and infrared spectroscopy measurements. The results are compared with the voltammetric profiles of perchloric and trifluoromethanesulfonic acids. The differences are interpreted in terms of the effect of the anion on the structure of water. No adsorbed species are detected by infrared spectroscopy.

Un nuevo enfoque didáctico para acercar la Electroquímica al alumnado a través de experiencias cotidianas

La electroquímica es una parte importante de la química, incluida en la mayoría de los temarios de diversas ciencias experimentales. Las reacciones químicas con transferencia de electrones aparecen en numerosas situaciones de la vida cotidiana y constituyen un aspecto muy importante en las reacciones biológicas. A pesar de su importancia, la electroquímica suele ser percibida por los estudiantes con dificultad pues incluye conceptos algo abstractos, como el de potencial eléctrico, que combinados con los propios conceptos de química, tienden a desconcertar al alumno. El objetivo del presente trabajo de investigación docente es la elaboración de un portafolio de ejemplos en los que aparece la electroquímica en el ámbito cotidiano. El uso de baterías y acumuladores es ampliamente conocido. Sin embargo, es menos conocido el papel de la electroquímica en síntesis de gran importancia industrial como la del cloro, el aluminio o el nylon. La electroquímica aparece también entre los principios de funcionamiento de diversos biosensores, como los sistemas de control de alcoholemia o glucosa en sangre. Los ejemplos seleccionados servirán para introducir diversos aspectos de la electroquímica, pretendiendo despertar el interés por esta parte de la ciencia.

Caracterización de los depósitos miocenos de la isla de Nueva Tabarca (Alicante) y su empleo como material de construcción en el patrimonio local

El presente trabajo muestra la caracterización en detalle de la secuencia estratigráfica de los depósitos miocenos de la isla de Nueva Tabarca, el empleo de estos materiales en el patrimonio arquitectónico de la isla y su comportamiento frente la degradación. En la serie miocena, a grandes rasgos, se definen tres tramos. El tramo inferior, rico en clastos dolomíticos, muestra una alternancia de arenitas y calcarenitas. El tramo intermedio corresponde a una sucesión de niveles de calcirruditas con laminación cruzada cuya parte superior está representada por un nivel de grandes bioclastos, rodolitos y arenitas de grano fino. El comienzo del último tramo está marcado por la presencia de varias superficies arenosas más litificadas sobre las que se sitúa un banco de arenitas de grano fino y laminación paralela. Si bien las canteras extraían sillares de todas estas litofacies, existe una mayor extracción de los últimos niveles de la serie. Estas rocas presentan una durabilidad moderada-baja, degradándose fácilmente mediante arenización, escamación y/o alveolización.

Congreso online: nueva herramienta para fomentar el aprendizaje

Los congresos científicos son una herramienta valiosa en el aprendizaje para estudiantes de tercer ciclo. Sin embargo, no son aprovechados al máximo con esta finalidad, puesto que las intervenciones por parte de los estudiantes, en cuanto a plantear cuestiones se refiere, son prácticamente nulas. Con el objetivo de fomentar la participación de los estudiantes de tercer ciclo en los congresos científicos, se presenta una propuesta de congreso online para estudiantes de doctorado en el programa interuniversitario `Electroquímica. Ciencia y Tecnología`, empleando la herramienta Moodle. Este congreso consiste en dar a conocer, de forma visible y con formato de pósters, comunicaciones científicas de los estudiantes, quienes deben hacer preguntas acerca de las mismas y responder a las realizadas sobre su contribución. Además, y siempre con la finalidad de fomentar la participación en forma de preguntas y discusiones científicas, se otorgarán premios tales como al estudiante más participativo y al mejor póster, para lo que se evaluará la defensa del póster por parte del estudiante.

Adaptabilidad de la energía solar fotovoltaica sobre fachadas urbanas

La integración de energía solar fotovoltaica en edificios es una estrategia energética y medioambiental acreditada con un futuro muy prometedor. Para su promoción, tan importantes son los incentivos económicos, el desarrollo legislativo y las mejoras tecnológicas, como la investigación en nuevas herramientas de simulación y análisis que sirvan de apoyo en el diseño de nuevas estrategias energéticas y medioambientales. La tesis pretende contribuir en esta labor de difusión, planteándose cómo incide la radiación solar sobre los entornos urbanos, con la finalidad de generar un procedimiento que obtenga el potencial de integración de energía solar fotovoltaica en fachadas. Se trabajará para lograr un método simplificado de simulación y cálculo de la energía producida en base a sistema de información geográfica (SIG), con la capacidad de generar mapas solares que muestren el potencial de integración arquitectónica fotovoltaica sobre fachadas a partir de la cartografía catastral. El nombre asignado para este método es AdaptaSolar. Con este objetivo se ha desarrollado la presente tesis que se estructura en seis capítulos, más las conclusiones y anexos, con los que se pretende definir y desarrollar el tema de tesis planteado. El primer capítulo, realiza una visión general sobre la integración arquitectónica de los sistemas fotovoltaicos, junto con el planteamiento y objetivos de la tesis. El segundo capítulo, plasma una revisión profunda sobre del estado actual de los temas relacionados con el planteamiento y objeto de esta tesis: estimación de la radiación solar, estimación de la radiación solar sobre fachadas y estudio del potencial de integración arquitectónica fotovoltaica en fachadas. El capítulo tres, de carácter teórico, recoge un análisis general sobre la energía solar fotovoltaica, desde el efecto fotovoltaico hasta las aplicaciones e instalación, sin perder de vista los objetivos generales marcados en la tesis. Destaca, sobre todo, la catalogación de las tecnologías fotovoltaicas más prometedoras, además, de la recopilación y análisis de los factores más importantes que influyen en la captación fotovoltaica. El capítulo cuatro, también de carácter teórico, profundiza en el modo en el que la radiación solar incide sobre la superficie terrestre, analizando la naturaleza de la radiación solar y la geometría del sistema solar. Destaca el exhaustivo análisis de los principales métodos de cálculo para la estimación de la radiación solar sobre superficies horizontales e inclinadas, especialmente, la recopilación de modelos numéricos para la estimación de la irradiación difusa. El capítulo cinco, desarrolla el concepto de integración fotovoltaica en edificios, sus principales características y las ventajas que reporta. Además, realiza un análisis muy interesante sobre la situación actual de la integración fotovoltaica en edificios en España. Por último, incluye una selección de los proyectos más relevantes de integración arquitectónica. El capítulo seis, desarrolla el método planteado para la evaluación de la adaptabilidad de energía solar fotovoltaica en entonos urbanos, objeto de la tesis. Siendo éste, por tanto, el capítulo más experimental y significativo de la misma. Este capítulo está dividido en seis subapartados, siendo los dos primeros la introducción y el modelo geométrico planteado para el desarrollo del método. Los tres siguientes apartados, muestra el desarrollo del método en tres fases consecutivas: estimación de la insolación, la radiación y el potencial de integración de sistemas fotovoltaicos sobre fachada. En cada uno de estos apartados, se realiza la correspondiente validación y análisis de resultados, mediante la generación de una serie de gráficas que muestran el comportamiento anual del sol sobre las fachadas y el efecto adverso del sombreado entre edificios. El sexto apartado de este capítulo, detalla los pasos seguidos para efectuar la implementación del método experimental en el SIG, desde la preparación y obtención de los datos cartográficos de partida, hasta el desarrollo y ejecución del algoritmo principal. Además se muestran los resultados obtenidos para un área urbana concreta de la ciudad de Madrid. Por último, el capítulo siete recoge las conclusiones más importantes del trabajo y propone una serie de líneas de investigación futuras que se consideran relevantes para la continuidad del método planteado en la tesis.

Adsorption and first stages of polymerization of aniline on platinum single crystal electrodes

The present communication studies the adsorption of aniline on platinum single crystal electrodes and the electrochemical properties of the first layers of polyaniline(PANI) grown on those platinum surfaces. The adsorption process was studied in aqueous acidic solution (0.1 M HClO4) and the electrochemical properties of thin films of PANI in both aqueous (1 M HClO4) and non-aqueous media (tetrabutyl ammonium hexafluorophosphate (TBAPF6) with additions of methanesulphonic acid in acetonitrile). First of all, it was found that the adsorption of aniline on platinum single crystal surfaces is a surface sensitive process, and even more important that the adsorption features found at low concentrations (5 × 10−5 M) can be directly correlated to the electrochemical properties of thin films of PANI in the very early stages of polymerization. The Pt(1 1 0) surface was found to be more suitable to obtain polymers with more reversible redox transitions when studied in aqueous media (1 M HClO4). This is in good agreement with the higher polymerization rates found on this surface compared to Pt(1 0 0) and Pt(1 1 1). Finally the differences in ionic exchange rate were greatly enhanced when they were studied in organic media. The AC 250 Hz response in the case of the thin films synthesized on Pt(1 1 0) is about twice greater than that obtained in the other basal planes using polymer layers with the same thickness.

Study of the interface Pt(111)/ [Emmim][NTf2] using laser-induced temperature jump experiments

The interface between a Pt(111) electrode and a room temperature ionic liquid, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, was investigated with the laser-induced temperature jump method. In this technique, the temperature of the interface is suddenly increased by applying short laser pulses. The change of the electrode potential caused by the thermal perturbation is measured under coulostatic conditions during the subsequent temperature relaxation. This change is mainly related to the reorganization of the solvent components near the electrode surface. The sign of the potential transient depends on the potential of the experiment. At high potential values, positive transients indicate a higher density of anions than cations close the surface, contributing negatively to the potential of the electrode. Decreasing the applied potential to sufficiently low values, the transient becomes negative, meaning that the density of cations becomes then higher at the surface of the electrode. The potential dependence of the interfacial response shows a marked hysteresis depending on the direction in which the applied potential is changed.

Paleogene-Aquitanian Tectonic Breakup in the Eastern External Betic Zone (Alicante, SE Spain)

Six Paleogene-Aquitanian successions have been reconstructed in the Alicante area (eastern External Betic Zone). The lithofacies association evidences “catastrophic” syn-sedimentary tectonic processes consisting of slumps, mega-olisthostromes, “pillow-beds” and turbiditic deposits. This kind of sedimentation is related to unconformity surfaces delimiting sequence and para-sequence cycles in the stratigraphic record. The data compiled have enabled the reconstruction of the Paleogene-Aquitanian paleogeographic and geodynamic evolution of this sector of the External Betics. During the Eocene the sedimentary basin is interpreted as a narrow trough affected by (growth) folding related to blind thrust faulting with a source area from the north-western margin, while the southeastern margin remained inactive. During the Oligocene-Aquitanian, the sourcing margin becames the southeastern margin of the basin affected by a catastrophic tectonic. The activity of the margins is identified from specific sediment source areas for the platform-slope-trough system and from tectofacies analysis. The southeastern South Iberian Margin is thought to be closer to the Internal Betic Zone, which was tectonically pushing towards the South Iberian Margin. This pushing could generate a lateral progressive elimination of subbetic paleogeographic domains in the eastern Betics. This geodynamic frame could explain the development of such “catastrophic” tectono-sedimentary processes during the Late Oligocene-Early Miocene.

Spectroelectrochemical Study of the Photoinduced Catalytic Formation of 4,4′-Dimercaptoazobenzene from 4-Aminobenzenethiol Adsorbed on Nanostructured Copper

Surface-enhanced raman scattering (SERS) spectra of self-assembled monolayers of 4-aminobenzenethiol (4-ABT) on copper (Cu) and silver (Ag) surfaces decorated with Cu and Ag nanostructures, respectively, have been obtained with lasers at 532, 632.8, 785, and 1064 nm. Density functional theory (DFT) has been used to obtain calculated vibrational frequencies of the 4-ABT and 4,4′-dimercaptoazobenzene (4,4′-DMAB) molecules adsorbed on model Cu surfaces. The features of the SERS spectra depend on the electrode potential and the type and power density of the laser. SERS spectra showed the formation of the 4,4′-DMAB on the nanostructured Cu surface independently of the laser employed. For the sake of comparison SERS spectra of a self-assembled monolayer of the 4-ABT on Ag surfaces decorated with Ag nanostructures have been also obtained with the same four lasers. When using the 532 and 632.8 nm lasers, the 4,4′-DMAB is formed on Cu surface at electrode potentials as low as −1.0 V (AgCl/Ag) showing a different behavior with respect to Ag (and others metals such as Au and Pt). On the other hand, the surface-enhanced infrared reflection absorption (SEIRA) spectra showed that in the absence of the laser excitation the 4,4′-DMAB is not produced from the adsorbed 4-ABT on nanostructured Cu in the whole range of potentials studied. These results point out the prevalence of the role of electron–hole pairs through surface plasmon activity to explain the obtained SERS spectra.

Exploring the interfacial neutral pH region of Pt(111) electrodes

The interfacial properties of Pt(111) single crystal electrodes have been investigated in the pH range 3 < pH < 5 in order to obtain information about the acidity of electrosorbed water. Proper experimental conditions are defined to avoid local pH changes while maintaining the absence of specifically adsorbed anions and preserving the cleanliness of the solution. For this purpose, buffer solutions resulting from mixtures of NaF and HClO4 are used. Total charge curves are obtained at different pHs from the integration of the voltammetric currents in combination with CO charge displacement experiments. Analysis of the composition of the interphase as a function of the pH provides information for the understanding of the notion of interfacial pH.

Grado en Geología de la Universidad de Alicante (2010-2014). Red de seguimiento

Con el comienzo del cuarto y último curso del grado en Geología en 2013-14, en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alicante se constituyó una red de seguimiento formada por todos los profesores coordinadores de semestre del citado grado. Esta red se enmarca en el programa de Redes de Investigación en Docencia Universitaria que la Universidad de Alicante ha implementado desde la implantación de los títulos de grado. El objetivo principal de esta red docente se ha centrado en realizar un seguimiento de la titulación en el marco de Sistema de Garantía Interno de Calidad (SGIC) y en desarrollar herramientas que favorezcan, tanto el buen funcionamiento del título, como la gestión interna del seguimiento del mismo. El método de trabajo se ha basado en reuniones en las que los miembros de la red han planteado y debatido los parámetros e indicadores de seguimiento de la red. Esta red ha trabajado conjuntamente con otras comisiones de la titulación como la Comisión del Grado en Geología (CGG), la Comisión de Trabajo de Fin de Grado en Geología (CTFGG) o la Comisión de Garantía de Calidad de la Facultad de Ciencias (CGCFC).