Programación de contenidos para la Asignatura: Teoría de Química General II 530.041– Segundo Semestre 2020 I. IDENTIFICACIÓN Nombre: Teoría de Química General II Código: 530.041 Créditos: 6 Créditos SCT: 9 Prerrequisitos: Química General I Modalidad: Online Calidad: Electivo Duración: Semestral Semestre en el plan de estudios: II Semestre Trabajo Académico: 15 Horas Teóricas: 6 Horas Prácticas: 0 Horas Laboratorio: 0 Horas de otras actividades: 9 II. CONTENIDOS 1. Termodinámica Química Procesos espontáneos Entropía y segunda ley de la termodinámica Energía libre de Gibbs Energía libre y equilibrio químico 2. Equilibrio Químico Concepto de equilibrio Expresiones de equilibrio, constante de equilibrio Concepto de Q Principio de Le Chatelier 3. Equilibrios ácido-base Definición de ácido y base Producto iónico del agua Escala de pH Fuerza relativa de ácidos y bases Calculo de pH en disoluciones de ácidos y bases fuertes y débiles Ácidos dipróticos y polipróticos Propiedades ácido-base de sales Ácidos y bases de Lewis Efecto del ion común Disoluciones reguladoras Titulación ácido base (ácido fuerte-base fuerte, ácido débil-base fuerte, ácido fuerte-base débil) Indicadores ácido-base 4. Equilibrios de solubilidad Producto de solubilidad Solubilidad molar Predicción de reacciones de precipitación Separación de iones por precipitación fraccionada Efecto del ión común y solubilidad 5. Equilibrios en iones complejos Estructura de complejos metálicos Nomenclatura básica de iones complejos Equilibrios de iones complejos 6. Electroquímica Reacciones redox (métodos para equilibrar ecuaciones) Celdas electroquímicas Potenciales estándar Espontaneidad de reacciones de óxido-reducción Efecto de la concentración en la FEM de celda (Ecuación de Nernst, celdas de concentración) Baterías Corrosión Electrólisis Procesos electroquímicos metalúrgicos e industriales (metalurgia del hierro y acero, cobre, aluminio, sodio y calcio) 7. Cinética Química. Factores que afectan la velocidad de reacción Ley de velocidad Reacciones de primer y segundo orden Teoría de las colisiones y ecuación de Arrhenius Mecanismos de reacción Catálisis 8. Química nuclear Radiactividad (ecuaciones nucleares y tipos de desintegración radiactiva) Patrones de estabilidad nuclear Trasmutaciones nucleares Velocidad de desintegración radiactiva Energías nucleares de enlace Fisión nuclear Fusión nuclear Efectos biológicos de la radiación III. DESCRIPCIÓN Asignatura que desarrolla los conceptos fundamentales de la Química moderna, poniendo énfasis en la cinética de reacciones químicas y en el estudio de equilibrios químicos ácido-base, de solubilidad, de formación de iones complejos y de óxido-reducción. IV. RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS R1 (N3) Describir el progreso de una reacción química mediante ecuaciones cinéticas y diagramas de coordenada de reacción, reconociendo los factores que afectan la rapidez de las reacciones y los mecanismos involucrados. R2 (N3) Aplicar cálculos de concentración, presión y K en sistemas de equilibrio, reconociendo los factores que afectan este tipo de reacciones. R3 (N3) Relacionar la estructura con las propiedades y reacciones ácido-base de ácidos y bases fuertes y débiles, identificando los pares ácido-base conjugados involucrados en dichos procesos e interpretando la fuerza relativa de los ácidos a partir de valores de pKa. R4 (N3) Aplicar cálculos de pH y concentración de equilibrio en disoluciones acuosas de ácidos, bases, sales con propiedades ácido-base y disoluciones reguladoras. R5 (N3) Identificar las propiedades de disociación electrolítica de electrolitos fuertes y débiles, representando reacciones de precipitación y equilibrios de disolución de electrolitos fuertes poco solubles. R6 (N3) Aplicar estimaciones cualitativas y cálculos cuantitativos de solubilidad, precipitación selectiva e interconversión de precipitados en equilibrios de disolución de electrolitos poco solubles. R7 (N2) Reconocer la estructura, nomenclatura básica y equilibrios de formación de iones y sales complejas, aplicando cálculos de concentración en sistemas en equilibrio. R8 (N2) Reconocer los parámetros termodinámicos de energía libre, entalpía y entropía y su relación con la espontaneidad de procesos químicos. R9 (N3) Aplicar cálculos de potencial de celda en reacciones de óxido-reducción. R10 (N3) Identificar la notación, componentes y procesos que tienen lugar en celdas galvánicas y electrolíticas, deduciendo la espontaneidad de reacciones redox a partir de potenciales estándar y describiendo procesos galvánicos y electrolíticos de interés industrial. R11 (N3) Aplicar la ecuación de Nernst en el cálculo de potenciales de celda en reacciones redox y las leyes de Fadaday en determinaciones cuantitativas asociadas a procesos electrolíticos. R12 (N3) Representar procesos de desintegración radiactiva, fusión nuclear y fisión nuclear mediante ecuaciones balanceadas, prediciendo la estabilidad nuclear y tipo de decaimiento radiactivo para núcleos inestables en base a la relación N/Z y aplicando cálculos de conversión de unidades, actividad específica, constante de decaimiento, vida media y número de núcleos en reacciones nucleares. R13 (A) Asumir con responsabilidad el proceso enseñanza-aprendizaje de la química. R14 (A) Valorar el aprendizaje de la química como una herramienta fundamental para comprender procesos de la vida cotidiana, a nivel biológico, doméstico, ambiental e industrial. V. METODOLOGIA 6 horas semanales de clases teóricas y seminarios de resolución de ejercicios donde se abordan los conceptos fundamentales de la asignatura y se desarrollan ejercicios de diversa complejidad. El estudiante podrá resolver con el profesor, asuntos relacionados con la asignatura en el horario de atención de estudiantes. VI. EVALUACION Evaluación 1 Evaluación 2 Evaluación 3 Evaluación continua Ponderación (%) 25 25 25 25 Los estudiantes tendrán derecho a rendir una evaluación de recuperación para modificar la nota final de la asignatura. Esta evaluación contempla todos los contenidos del semestre y tiene una ponderación del 40% de la nota final. El 60% restante corresponde al promedio semestral de la asignatura. Para aprobar la asignatura los alumnos deberán cumplir con el requisito de 100% de asistencia a todas las evaluaciones y con una nota mínima promedio del curso de 4.0. Todo el proceso evaluativo se regirá de acuerdo al Reglamento de Docencia de Pregrado de la Facultad de Ciencias Químicas. Si no se rinde una de las evaluaciones, por motivos no justificados apropiadamente, se calificará con el concepto NCR (no cumple requisitos). Inasistencias a evaluaciones Las inasistencias, debidamente justificadas a través de la DISE (Dirección de Asuntos Estudiantiles), serán recuperadas de la siguiente manera: Certámenes: Los alumnos deben rendir el certamen pendiente y esta nota reemplazará a la nota que falta. VII. Fechas clave del curso. Inicio de clases: miércoles 29 de julio Término de clases: viernes 09 de octubre Pausa académica 1: 12-18 de octubre Pausa académica 2: 16-20 de noviembre Pausa académica 3: 28 diciembre al 01 enero 2021 Evaluación 1: 26 octubre 2020, 19:15 h Evaluación 2: 27 noviembre 2020, 19:15 h Evaluación 3: 06 enero 2021, 19:15 h Evaluación recuperación: 18 enero 2021, 19:15 h VIII. Horario de las clases teóricas. Lunes: 15:15 hrs a 16:45 hrs Jueves: 8:15 hrs a 9:45 hrs Viernes: 15:15 hrs a 16:45 hrs IX. Programación semanal Semana Clase y Fecha 07/09 Semana 1 10/09 11/09 14/09 Semana 2 17/09 Semana 3 Semana 4 Semana 5 Semana 6 Semana 7 Semana 8 Semana 9 Semana 10 Semana 11 Semana 12 Semana 13 Semana 14 Semana 15 Contenidos 1. Termodinámica Química Procesos espontáneos. Entropía y segunda ley de la termodinámica. Definición de Energía de Gibbs. Energía de Gibbs y Equilibrio químico 2. Equilibrio Químico Concepto de equilibrio Expresiones de equilibrio, 18/09 Feriado 21/09 Constante de equilibrio Concepto de Q 24/09 Principio de Le Chatelier 25/09 Contenidos Evaluación 1 28/09 3. Equilibrios ácido-base Definición de ácido y base. Producto iónico del agua 01/10 Escala de pH. Fuerza relativa de ácidos y bases. Calculo de pH 02/10 en disoluciones de ácidos y bases fuertes y débiles 05/10 Ácidos dipróticos y polipróticos. Propiedades ácido-base de sales. Ácidos y bases de Lewis. Efecto del ion común. 08/10 Disoluciones reguladoras 09/10 12/10 al 16/10 Receso Universitario 19/10 Titulación ácido base (ácido fuerte-base fuerte, ácido débilbase fuerte, ácido fuerte-base débil) 22/10 Indicadores ácido-base 23/10 26/10 4. Equilibrios de solubilidad Producto de solubilidad. Solubilidad molar Predicción de 29/10 reacciones de precipitación Separación de iones por 30/10 precipitación fraccionada. Efecto del ión común y solubilidad 02/11 5. Equilibrios en iones complejos Estructura de complejos metálicos. Nomenclatura básica de iones complejos. 05/11 Equilibrios de iones complejos 06/11 Contenidos Evaluación 2 09/11 6. Electroquímica Reacciones redox (métodos para equilibrar ecuaciones) 12/11 Celdas electroquímicas. Potenciales estándar. Espontaneidad 13/11 de reacciones de óxido-reducción 16/11 al 20/11 Receso Universitario 23/11 Efecto de la concentración en la FEM de celda (Ecuación de Nernst, celdas de concentración). Baterías. Corrosión. 26/11 Electrólisis. 27/11 Procesos electroquímicos metalúrgicos e industriales 30/11 (metalurgia del hierro y acero, cobre, aluminio, sodio y calcio) 03/12 7. Cinética Química. Factores que afectan la velocidad de reacción. Ley de 04/12 velocidad. 07/12 Reacciones de primer y segundo orden Teoría de las colisiones 10/12 Ecuación de Arrhenius. 11/12 14/12 Mecanismos de reacción. Catálisis 17/12 8. Química nuclear Radiactividad (ecuaciones nucleares y tipos de desintegración radiactiva) 18/12 Patrones de estabilidad nuclear Trasmutaciones nucleares 21/12 Semana 16 Semana 17 Semana 18 Semana 19-20 Semana 21 Velocidad de desintegración radiactiva Energías nucleares de enlace. Fisión nuclear. Fusión nuclear 24/12 Efectos biológicos de la radiación 25/12 Navidad Contenidos Evaluación 3 28/12 al 01/12 Receso Universitario 04/01/2021 07/01/2021 Evaluación 3 08/01/2021 11/01/2021 al 22/01/2021 Periodo de aplicación Evaluación de recuperación 25/01/2021 al Periodo emisión de Acta final de notas 29/01/2021 X. BIBLIOGRAFIA Y MATERIAL DE APOYO Básica 1. Chang R. “Química”, 10ª edición, 2010, McGraw Hill México, ISBN 9786071503077 2. Petrucci, R. “Química General”, 10ª edición, 2011, Pearson Education International, ISBN 9788483226803 Complementaria 1. Whitten K. W.; Davis R. E.; Peck, M. L.; Stanley G. G. “Química”, 8a edición, 2011, Cengage Learning México, ISBN 9786074815269
