QUÍMICA Guia de l’assignatura ENGINYERIA AERONÀUTICA

ENGINYERIA AERONÀUTICA
QUÍMICA
Guia de l’assignatura
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
1
Crèdits: 6 ( 3 teoria + 3 pràctiques)
Crèdits ECTS: 4,5
Tipus: Troncal
Coordinador: Concepció Flaqué ( [email protected])
Altres Professors: Glòria Andreu, Pilar Cortés
Departament: Enginyeria Química
Presentació
Coneixements previs
Camps professionals
Com a assignatura de caire científic bàsic, te relacions amb diversos camps professionals (materials,
combustibles, lubrificants, medi ambient, etc.)
Relació amb altres assignatures
Aquesta assignatura ha de servir per a proporcionar els coneixement bàsics químics necessaris en
les assignatures troncals següents: Ciència i tecnologia de materials, Termodinàmica, Teoria
d’estructures i Materials aeroespacials; així com l’assignatura obligatòria Materials compostos.
Objectius generals
Els objectius generals es poden agrupar en dos àmbits:
 Objectius relacionats amb els continguts:
1)
Consolidar els coneixements químics que l’alumnat hagi adquirit prèviament.
2)
Introduir nous conceptes químics que donin a l’alumnat una base química uniforme i
comuna necessària per al seguiment d’algunes de les assignatures que posteriorment
cursarà.
 Objectius relacionats amb les capacitats i habilitats:
3)
Relacionar i aplicar els conceptes teòrics tant en la resolució de problemes numèrics,
com en la realització de pràctiques de laboratori.
4)
Proporcionar les eines perquè l’alumnat sigui capaç de buscar informació, de
seleccionar-la, de reflexionar sobre ella creant-se uns criteris i opinions pròpies.
5)
Reconèixer la química com a ciència experimental i fixar coneixements a partir
d’experimentacions en el laboratori.
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
6)
2
Conèixer l‘impacte de la química en el medi ambient i tenir cura de l’entorn.
Temari
Mòdul 1: Estructura i estats de la matèria
Tema 1. L’enllaç químic.
(19 hores)
(7 hores)
Continguts: Introducció a l’enllaç químic. Tipus d’enllaç químic. Enllaç iònic. Compostos iònics.
Enllaç covalent: Teoria de l’orbital molecular. Molècules diatòmiques. Teoria de l’enllaç de
valència. Molècules poliatòmiques. Geometria molecular. Enllaços múltiples. Ressonància.
Polaritat. Enllaços intermoleculars. Enllaç metàl·lic: model del mar d’electrons; teoria de
bandes. Tipus de sòlids i propietats segons el seu enllaç.
Tema 2. L’estat gasós i l’estat líquid
(6 hores)
Gasos reals: Desviacions del comportament ideal. Factor de compressibilitat. Equacions d’estat
per a gasos reals: Van der Waals. Altres equacions d’estat. Liquefacció de gasos i estat crític.
Equilibri líquid-vapor. Pressió de vapor d’un líquid. Diagrames de fase. Canvis de fase. Relació
entre les forces intermoleculars i els canvis de fase.
Tema 3. Dissolucions.
(6 hores)
Continguts: Tipus de dissolucions. Dissolucions ideals: Llei de Raoult. Dissolucions no ideals:
concepte d’activitat. Llei de Henry. Líquids miscibles. Dissolucions d’un gas i un líquid.
Dissolucions diluïdes amb solut no volàtil. Propietats col·ligatives.
Mòdul 2: Reactivitat química
Tema 4. Velocitat de reacció i equilibri químic.
(25 hores)
(9 hores)
Continguts: Velocitats de reacció. Equacions de velocitat. Mecanismes de reacció. Factors que
afecten a la velocitat de la reacció.
Equilibri químic: descripció, reaccions en equilibri, constant d’equilibri. Factors que afecten
l’equilibri químic.
Tema 5. Equilibris iònics en dissolució.
(8hores)
Continguts: Reaccions àcid-base. Teories àcid-base. Càlculs de pH. Hidròlisis. Dissolucions
amortidores. Reaccions de precipitació: solubilitat i producte de solubilitat. Factors que afecten
la solubilitat dels precipitats.
Tema 6: Electroquímica.
(8 hores)
Continguts: Reaccions d’oxidació-reducció. Piles galvàniques. Sèrie electromotriu. Equació de
Nernst. Elèctrodes. Aplicació de les cel·les galvàniques. Processos electrolítics. Corrosió de
metalls.
Mòdul 3: Compostos orgànics
Tema 7. Introducció a la química orgànica.
(6 hores)
(3 hores)
Continguts: Introducció. Isomeria. Hidrocarburs. Grups funcionals. Propietats i reactivitat.
Tema 8. Combustibles.
(3 hores)
Continguts: Combustibles derivats del petroli. Corbes de destil·lació. Gasolines i querosens.
Calor de combustió.
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
3
Objectius específics dels mòduls

Mòdul 1: Estructura i estats de la matèria
Estudi de la constitució de la matèria, des de les molècules fins els diferents tipus de sòlids i les
relacions amb les seves propietats i els diferents tipus d’enllaç que presenten.
Servirà de base pel mòdul sobre compostos orgànics i així mateix representa els fonaments per
l’estudi de ciència dels materials.

Objectius de l’alumne
1) Entendre els diferents tipus d’enllaços químics.
2) Comprendre, a partir de l’enllaç químic, la formació de molècules i les seves propietats
3) Relacionar les propietats dels diferents tipus de sòlids amb l’enllaç que presenten.
4) Saber descriure els estats de la matèria.
5) Conèixer els fonaments de la ciència dels materials.

Mòdul 2: Reactivitat química
Estudiar els aspectes bàsics lligats a les reaccions químiques, com ara la velocitat a la que tenen lloc
i l’equilibri dinàmic. Aplicar aquests conceptes a l’estudi dels tipus més importants de reaccions
iòniques en dissolució aquosa: àcid-base, precipitació i oxidació-reducció. Finalment, estudiar la
interconversió entre energia química i energia elèctrica i les seves aplicacions.

Objectius de l’alumne
1) Entendre i saber aplicar els conceptes de velocitat de reacció, llei de velocitat i ordre de
reacció; així com els factors que afecten la velocitat de la reacció.
2) Comprendre i saber aplicar el concepte d’equilibri químic, així com els factors que l’afecten.
3) Entendre i saber diferenciar els diferents tipus de reaccions que tenen lloc en dissolució
aquosa.
4) Conèixer i saber aplicar la relació existent entre energia química i elèctrica.

Mòdul 3: Compostos orgànics
Conèixer les estructures bàsiques de les molècules orgàniques per tal d’entendre més endavant les
relacions entre el comportament macroscòpic dels materials orgànics utilitzats en la indústria
aeronàutica i la seva composició química.

Objectius de l’alumne
1) Anomenar i formular les estructures bàsiques dels hidrocarburs així com les dels grups
funcionals més importants que es poden trobar en els materials orgànics.
2) Tenir una noció de l’origen, propietats físiques, reactivitat i aplicacions industrials dels
compostos orgànics més simples.
3) Conèixer la composició, propietats, comportament en la combustió i additius de les gasolines i
querosens.
4) Fer càlculs estequiomètrics i termoquímics aplicats a la combustió.
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
4
Metodologia de treball
L’assignatura s’organitza en:
i) les classes de teoria on es desenvolupen els continguts teòrics i que tenen lloc a l’aula utilitzant
el model expositiu i fent ús de la pissarra, transparències i projecció de material multimèdia.
ii) les classes de problemes on s’apliquen els coneixement teòrics en la resolució d’exemples
pràctics i que tenen lloc a l’aula en grups més reduïts que la classe de teoria.
iii) les pràctiques de laboratori on l’alumne, en grups reduïts i de forma guiada, pren contacte
amb el laboratori químic, amb la metodologia experimental.
Paral·lelament es proposarà a l’alumne la realització de qüestions i problemes, així com l’elaboració
d’un informe de pràctiques que haurà de resoldre fora de l’horari lectiu.
Sessions teoria, problemes

2 sessions presencials de teoria/setmana

1,33 sessions presencials problemes/setmana (organitzades com:

2 sessions presencials problemes/setmana durant 5 setmanes

1 sessió presencial problemes/setmanes durant 10 setmanes
Pràctiques, laboratoris
Les pràctiques de l’assignatura Química tenen com a objectius generals els següents:
1) Realitzar operacions bàsiques de laboratori químic.
2) Adquirir destreses experimentals.
3) Saber descriure els experiments realitzats.
4) Saber tractar les dades experimentals i treure conclusions.
5) Aprendre a elaborar informes dels treballs experimentals.
6) Conèixer i fer ús de les normes bàsiques de seguretat d’un laboratori i del tractament de
residus.
L’alumnat realitza un total de 5 pràctiques en sessions de 2 h. Les pràctiques són obligatòries i es
realitzen en el laboratori de química de l’edifici TR5.
Les 5 pràctiques que l’alumne realitzarà seran les que els professors de l’assignatura decideixen
entre les següents

Pràctica 1: Operacions bàsiques en un laboratori químic.
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
5

Pràctica 2: Reaccions Químiques.

Pràctica 3: Crioscopia

Pràctica 4: Constant de dissociació. Valoració àcid-base.

Pràctica 5: Valoració iodomètrica d’una dissolució de formaldehid.

Pràctica 6: Volumetries d’oxidació-reducció

Pràctica 7: Electroquímica.

Pràctica 8: Cinètica de reacció

Pràctica 9: Reaccions de polimerització.
Organització en mòduls i temps de dedicació de l’estudiant
Mòdul
Mòdul 1: Estructura i estats de la matèria*
Mòdul 2: Reactivitat química*
Mòdul 3: Compostos orgànics*
* no es tenen en compte les hores dedicades a les pràctiques de laboratori
Temps de
Classe
19 hores
25 hores
6 hores
Temps
de lectura
10 hores
15 hores
6 hores
Temps
total
29hores
40 hores
12 hores
Importància i dificultat dels mòduls
Materials
Bibliografia bàsica
 R. H. Petrucci, W. S. Harwood i F. G. Herring, Química General, Ed, Prentice Hill, 8ª edició
(2003).
Volum 1. Enlace Químico y Estructura de la Materia.
Volum 2. Reactividad Química. Compuestos Inorgánicos y Orgánicos.

K. W. Whitten, R. E. Davis i M. L. Peck, Química General, Ed. McGraw-Hill, 5ª edició
(1998).
 R. Chang. Química, Ed.MCGraw-Hill. 7ª edició, (2003).

C.Flaqué Ll. Puig, P. Cortés i G. Andreu, Química per a l’Enginyeria. Ed.UPC (2009) La
química en qüestions i problemas, Edicions UPC, 6ª edició (2004).

J. Sales i J. Vilarrasa, Introducció a la nomenclatura química (inorgànica i orgànica), Ed.
Reverté (2003) Edunsa (1994)

W. Peterson. Formulación y nomenclatura química inorgánica. Ed. Eunibar. 6ª edició
(1996).
ENGINYERIA AERONÀUTICA
30004 Química. Guia de l’assignatura
Aprovada en C.A.A de data 8/06/05
Modificada en data 29/06/06
Modificada en data 16/07/07
Modificada en data 04/06/10
6
Bibliografia complementària

Mòdul 1
 J. Casabó, Estructura atómica y enlace químico, Ed. Reverté,S.A. 2ª edició (1999)
 P. Ander i A. J. Sonnessa, Principios de Química. Introducción a los conceptos teóricos, Ed.
Limusa Noriega (1990).

Mòdul 2
 D.A. Skoog i D.N. West, Química analítica, Ed. McGraw-Hill. 7ª edició (2001).

Mòdul 3
 E. Primo, Química orgánica básica y aplicada. De la molécula a la industria, Ed. Reverté
(1997).
Avaluació
L’avaluació de l’assignatura seguirà la equació següent:
A f = 0,3·A1p + 0,5·Aef + 0,2·Aep.
A on:
Af : Avaluació final
A1p : avaluació 1r parcial: consisteix en un examen.
Aef : avaluació examen final: consisteix en un examen.
Aep : avaluació altres activitats: inclou les practiques de laboratori i d’altres activitats.