220082 - Química I

Última modificación: 18-05-2016
220082 - Química I
Unidad responsable:
205 - ESEIAAT - Escuela Superior de Ingenierías Industriales, Aeroespacial y Audiovisual de
Terrassa
Unidad que imparte:
713 - EQ - Departamento de Ingeniería Química
Curso:
2016
Titulación:
GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES (Plan 2010). (Unidad docente
Obligatoria)
Créditos ECTS:
6
Idiomas docencia:
Catalán
Profesorado
Responsable:
Otros:
- M. PILAR CORTÉS IZQUIERDO - GLORIA ANDREU TERREN
- CONCEPCIÓ FLAQUE LAJARA - JOSEP M. GIBERT VIVES - FRANCESC TORRADES CARNÉ JOSEP MARIA DAGA MONMANY
Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura
Específicas:
1. Capacidad para comprender y aplicar los principios de conocimientos básicos de la química general, química
orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería.
Transversales:
2. SOSTENIBILIDAD Y COMPROMISO SOCIAL - Nivel 1: Analizar sistémica y críticamente la situación global,
atendiendo la sostenibilidad de forma interdisciplinaria así como el desarrollo humano sostenible, y reconocer las
implicaciones sociales y ambientales de la actividad profesional del mismo ámbito.
Metodologías docentes
La asignatura se organiza en:
i) Clases en grupos grandes: En estas clases se desarrollan los contenidos teóricos. Se utiliza el modelo expositivo que el
profesor crea conveniente para alcanzar los objetivos fijados
ii) Clases en grupos medios. En estas clases se aplican los conocimientos teóricos explicados en clase de teoría o
adquiridos por el estudiante en su aprendizaje autónomo en la resolución de problemas y ejemplos prácticos.
iii) Clases en grupo pequeños. En estas clases se realizarán las prácticas de laboratorio correspondiente a la asignatura: el
estudiante toma contacto con el laboratorio químico y con la metodología experimental. Este formato de clase se utilizará
también para desarrollar actividades dirigidas.
La plataforma ATENEA se utilizará como herramienta de apoyo en los tres tipos de clases descritas anteriormente. Se
utilizará como transmisor:
Profesorado/estudiante:
· Información y programación de actividades
· Material de aprendizaje
· Evaluaciones de las actividades programadas
Estudiante/Profesor:
· Entrega de las actividades en función de las pautas programadas
· Preguntas, comentarios y sugerencias respecto a los contenidos de la materia y su aprendizaje.
Estudiante/Estudiante/Profesorado:
· Utilización del Foro como lugar de información, debate, etc., Para asuntos referentes al desarrollo del aprendizaje.
Objetivos de aprendizaje de la asignatura
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Consolidar y adquirir los conocimientos químicos necesarios para el seguimiento de los estudios de Ingeniería Industrial.
Al acabar la asignatura el estudiante debe ser capaz de:
- Identificar la reacción química y realizar cálculos estequiométricos.
- Conocer los elementos químicos y sus propiedades
- Entender los diferentes tipos de enlaces químicos
- Comprender, a partir del enlace químico, la formación de las moléculas y sus propiedades
- Relacionar la estructura de las moléculas con las fuerzas intermoleculares y con las propiedades de la materia.
- Saber describir los estados de la materia
- Entender y aplicar los conceptos relacionados con la velocidad de una reacción química
- Comprender y saber aplicar el concepto de equilibrio químico, así como los factores que la afectan
- Adquirir conocimientos de los compuestos orgánicos más importantes
- Relacionar y aplicar los conceptos teóricos tanto en la resolución de problemas numéricos como en la realización de
prácticas de laboratorio.
- Proporcionar las herramientas para que el alumnado sea capaz de buscar información, de seleccionarla, de reflexionar
sobre ella creando unos criterios y opiniones propias.
Reconocer la química como ciencia experimental y fijar conocimientos a partir de la experimentación.
· Conocer el impacto de la química en el medio ambiente y el desarrollo sostenible.
- Reconocer la química como ciencia experimental y fijar conocimientos a partir de la experimentación.
- Conocer el impacto de la química en el medio ambiente y el desarrollo sostenible.
Horas totales de dedicación del estudiantado
Dedicación total: 150h
Horas grupo grande:
32h
21.33%
Horas grupo mediano:
14h
9.33%
Horas grupo pequeño:
14h
9.33%
Horas aprendizaje autónomo:
90h
60.00%
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Contenidos
1. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA
Dedicación: 44h
Grupo grande/Teoría: 6h
Grupo mediano/Prácticas: 3h
Grupo pequeño/Laboratorio: 7h
Aprendizaje autónomo: 28h
Descripción:
1.1 Sustancias puras: elementos y compuestos. Disoluciones: descripción. Tipo. Unidad de concentración.
1.2 Las reacciones químicas: tipos, la ecuación química. cálculos estequiométricos
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas
Se lleva a cabo la actividad 6 que corresponde a una prueba individual de aprendizaje sobre formulación,
igualación de reacciones, cálculos estequiométricos.
2. ESTRUCTURA ATÓMICA. TABLA PERIÓDICA
Dedicación: 20h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 1h
Grupo pequeño/Laboratorio: 3h
Aprendizaje autónomo: 12h
Descripción:
2.1 Partículas y modelos atómicos
2.2 Comportamiento ondulatorio de la materia: Principio de de Broglie. Principio de incertidumbre de Heisenberg.
Ecuación de Schrödinger. Orbital atómico y números cuánticos
2.3 Átomos polielectrónicos: configuración electrónica. Tabla periódica: propiedades
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas.
3. ENLACE QUÍMICO
Dedicación: 15h
Grupo grande/Teoría: 5h
Grupo mediano/Prácticas: 1h
Aprendizaje autónomo: 9h
Descripción:
3.1 Tipos de enlace químico.
3.2 Enlace iónico
3.3 Enlace covalente. Parámetros y propiedades moleculares. Teorías del enlace covalente: Teoría del orbital
molecular y teoría del enlace de valencia.
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas.
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4. ESTADOS DE LA MATERIA
Dedicación: 24h
Grupo grande/Teoría: 7h
Grupo mediano/Prácticas: 3h
Aprendizaje autónomo: 14h
Descripción:
4.1 Estado gaseoso: Leyes fundamentales de los gases. Ecuación de estado de un gas ideal.
4.2 Teoría cinética de los gases ideales: Relación entre la energía cinética y la temperatura. A raíz de la velocidad
cuadrática media de un gas. Distribución de las velocidades de un gas.
4.3 Gases reales: Desviación del comportamiento ideal. Enlace intermolecular en los gases: Fuerzas de Van der
Waals. Ecuación de Van der Waals. Licuefacción de los gases.
4.4 Estado líquido: Fuerzas intermoleculares en las líquidos. Propiedades de los líquidos: Presión de vapor.
Viscosidad. tensión superficial
4.5 Estado sólido. Tipos de sólidos y propiedades: moleculares, iónicos, covalentes y metálicos. El enlace
metálico.
4.6 Diagramas de fase
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas.
5. CINÉTICA Y EQUILIBRIO ORGÁNICO
Dedicación: 40h
Grupo grande/Teoría: 7h
Grupo mediano/Prácticas: 6h
Grupo pequeño/Laboratorio: 4h
Aprendizaje autónomo: 23h
Descripción:
5.1 Velocidad de reacción. Relación estre la velocidad de reacción y la concentración de los reactivos. Ley de
velocidad y órdenes de reacción.
5.2 Relación entre la velocidad de reacción y la temperatura. Ecuación de Arrhenius.
5.3 Catálisis
5.4 Equilibrio químico: descripción. Constante de equilibrio. Factor que afectan al equilibrio químico.
5.5 Equilibrios químicos homogéneos y heterogéneos. Cálculos y aplicaciones.
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas.
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6. QUÍMICA ORGÁNICA
Dedicación: 7h
Grupo grande/Teoría: 3h
Aprendizaje autónomo: 4h
Descripción:
6.1 Compuestos orgánicos y sus estructuras.
6.2 Principales grupos funcionales y su nomenclatura
Actividades vinculadas:
Clases de teoría, problemas y prácticas.
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Planificación de actividades
Dedicación: 73h
Grupo grande/Teoría: 27h
Aprendizaje autónomo: 46h
ACTIVITAT 1: CLASES DE TEORÍA
Descripción:
Metodología: Grupo grande
Exposición de los contenidos de la asignatura siguiendo un modelo de clase expositiva participativa.
La materia se ha organizado en 6 áreas temáticas que configuran los 6 capítulos presentados en los contenidos
de la presente guía.
Material de soporte:
Bibliografía básica y específica
Apuntes del profesorado (ATENEA)
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Esta actividad se evalúa, conjuntamente con la actividad 2, con la realización de dos pruebas escritas: EXÁMENES
PARCIAL (actividad 4) y FINAL (actividad 5) siguiendo la programación de la ETSEIAT, así como la realización de
alguna actividad complementaria de evaluación que se concretará al inicio del curso académico.
Objetivos específicos:
Al finalizar estas clases, el estudiante debe ser capaz de consolidar y adquirir los conocimientos químicos
necesarios para el seguimiento de los estudios de Ingeniería Industrial enumerados en el apartado "Objetivos de
aprendizaje generales de la asignatura".
ACTIVIDAD 2: CLASES DE PROBLEMAS
Dedicación: 33h
Grupo mediano/Prácticas: 14h
Aprendizaje autónomo: 19h
Descripción:
Metodología: Grupo mediano
De cada uno de los capítulos el profesorado indica al alumnado una serie de cuestiones, ejercicios y problemas
que éste ha resolver. En las clases dentro del aula se hace un seguimiento de los trabajos que ha hecho el
alumnado, solucionando las dudas que se le puedan haber presentado y discutiendo las diferentes
aproximaciones o soluciones a un ejercicio o problema planteado.
Material de soporte:
Bibliografía básica y específica.
Apuntes del profesorado (ATENEA)
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Esta actividad se evalúa, conjuntamente con la actividad 1, con la realización de dos pruebas escritas: EXAMENES
PARCIAL (actividad 4) y FINAL (actividad 5) siguiendo la programación de la ETSEIAT, así como la realización de
alguna actividad complementaria de evaluación que se concretará al inicio del curso académico.
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Objetivos específicos:
Al finalizar estas clases, el estudiante debe ser capaz de aplicar los conocimientos teóricos de la materia en la
aplicación de casos prácticos.
También, y desde el punto de vista de la metodología de resolución de problemas, el estudiante debe ser capaz
de:
· Analizar el problema: entender el enunciado. Responder preguntas de: ¿Qué datos con mujer, que me pide?
· Desarrollar un plan para resolver el problema: Considerar los posibles caminos según la información dada y lo
que se pide. Determinar los principios y las relaciones que unen los datos con la incógnita.
Resolver el problema: Saber utilizar la información conocida, las ecuaciones y las relaciones para aislar la / s
incógnita / as. Seguir las reglas y las instrucciones sobre los signos, unidades y cifras significativas.
· Comprobar la solución: ver si la respuesta el lógica y razonable. Verificar si son correctos tanto las unidades así
como el número de cifras significativas.
ACTIVIDAD 3. LABORATORIO DE QUÍMICA
Dedicación: 34h
Grupo pequeño/Laboratorio: 14h
Aprendizaje autónomo: 20h
Descripción:
Esta actividad consiste en la realización de 4 prácticas de química que se realizarán en parejas en los laboratorios
de química.
La estructura del trabajo que el alumnado tendrá que hacer es:
· Aprendizaje pre-laboratorio: preparación de la práctica mediante la lectura del guión de la misma, y la
respuesta, en la libreta de laboratorio, de una serie de preguntas relacionadas con la práctica. Este trabajo lo
hace el alumnado como trabajo autónomo.
Comprobación, por parte del profesor y previa a la experimentación en el laboratorio, para identificar el
aprendizaje prelaboratori.
· Realización de la práctica: La práctica se hará en el laboratorio de química con una duración de 2 h.
· Aprendizaje postlaboratori: Discusión de los resultados experimentales de la práctica, de la metodología del
tratamiento de estos resultados y de los conceptos teóricos involucrados, en una sesión de 1 h.
Realización de un informe, por pareja, sobre la práctica realizada. Este trabajo lo hace el alumnado como trabajo
autónomo.
Material de soporte:
Todo el material y reactivos necesarios para la realización del experimento en el laboratorio
Guión detallado con el cuestionario y el modelo del informe que el alumnado deberá entregar al profesor para
cada una de las prácticas
Apuntes de los temas relacionados con las prácticas (PowerPoint) en ATENEA
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Para cada una de las prácticas:
- Registro, por parte del profesor de la comprobación del aprendizaje prelaboratori. Representa un 30% de la
nota del laboratorio.
- Informe presentado por el alumnado. Este se vuelve corregido y con la posible retroalimentación del profesor.
Representa un 20% de la nota del laboratorio.
Al final de las prácticas: entrega de la libreta de laboratorio y valoración de la misma. Representa un 20% de la
nota del laboratorio.
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Objetivos específicos:
Al finalizar esta actividad, el estudiante debe ser capaz de:
· Realizar operaciones básicas de laboratorio químico.
· Adquirir destrezas experimentales.
· Saber describir los experimentos realizados.
· Saber tratar los datos experimentales y sacar conclusiones.
· Aprender a elaborar informes de los trabajos experimentales.
· Conocer y hacer uso de las normas básicas de seguridad de un laboratorio y del tratamiento de residuos.
Dedicación: 2h
Grupo grande/Teoría: 2h
ACTIVIDAD 4. EXAMEN PARCIAL
Descripción:
Metodología: Grupo grande
Desarrollo del examen parcial de la asignatura
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Esta actividad está evaluada como parte del elemento N1P de la evaluación global de la asignatura.
Objetivos específicos:
Desarrolar los conocimientos adquiridos en las sesiones teóricas, prácticas y de laboratorio y mostrar el nivel de
logro alcanzado.
Dedicación: 2h
Grupo grande/Teoría: 2h
ACTIVIDAD 5. EXAMEN FINAL
Descripción:
Metodología: grupo grande
Desarrollo del examen final de la asignatura
Material de soporte:
No hay
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Examen resuelto sobre el pliego de hojas entregado al inicio de la prueba
Esta actividad está evaluada como parte del elemento N2P de la evaluación global de la asignatura.
Objetivos específicos:
Desarrollar los conocimientos adquiridos en las sesiones teóricas, prácticas y de laboratorio y mostrar el nivel de
logro alcanzado.
ACTIVIDAD 6. PRUEBA DE FORMULACIÓN,
NOMENCLATURA (QUÍMICA INORGÁNICA),
IGUALACIÓN DE REACCIONES Y
ESTEQUIOMETRÍA
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Dedicación: 6h
Grupo grande/Teoría: 1h
Aprendizaje autónomo: 5h
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Descripción:
Metodología: Grupo grande y grupo medio
Se hace llegar a los alumnos (utilizando la plataforma Atenea) pautas, bibliografía y referencias sobre formulación
en Química Inorgánica, la igualación de reacciones y estequiometría que deberán trabajar en aprendizaje
autónomo y en las sesiones presenciales establecidas. Realización de una prueba individual escrita (1 hora grupo
grande) como evaluación.
Material de soporte:
Bibliografía de libros de formulación química inorgánica e igualación de reacciones
Webs con ejercicios de formulación química inorgánica e igualación de reacciones
Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación:
Esta prueba tiene un valor del 10% de la nota global de la asignatura
Objetivos específicos:
Al finalizar la prueba, el estudiante debe ser capaz de:
· Conocer los símbolos y las valencias de los elementos químicos más comunes
· Saber identificar las familias de compuestos químicos inorgánicos
· Saber formular y nombrar los compuestos químicos más usuales.
· Saber escribir e igualar las reacciones químicas.
Sistema de calificación
Nota global = 0,20 x N1P + 0,50 x N2P + 0,20 x NL + 0,10 x NA
donde:
N1P corresponde a la nota del examen parcial + nota actividad complementaria de evaluación.
N2P corresponde a la nota del examen final + nota actividad complementaria de evaluación.
NL corresponde a la nota de las prácticas de laboratorio. Actividad 3 de esta guía.
NA corresponde a la nota de la actividad 6 de esta guía.
El alumnado que no haya aprobado el examen parcial tendrá la opción de recuperarlo.
Normas de realización de las actividades
a
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Bibliografía
Básica:
Petrucci, Ralph H. Química general. 8a ed. Madrid: Prentice Hall, 2003. ISBN 8420535338.
Whitten, Kenneth W. Química general. 5a ed. Madrid: McGraw-Hill, 1998. ISBN 8448113861.
Chang, Raymond. Química. 9a ed. México: McGraw-Hill, 2007. ISBN 9789701061114.
Flaqué, Concepció [et al.]. Química per a l'enginyeria. Barcelona: Edicions UPC, 2008. ISBN 9788498803556.
Otros recursos:
Enlace web
http://www.webelements.com
http://wwwperiodicvideos.com
http://upcommons.upc.edu/video/handle/2099.2/1112
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