ISA314 - Facultad de Ingeniería

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE Ingeniería SANITARIA Y AMBIENTAL
APROBADO EN EL CONSEJO DE
FACULTAD DE INGENIERÍA
ACTA
DEL 13 DE MAYO DE
2008 NRO 1725.
PROGRAMA DE
El presente formato tiene la finalidad de unificar la presentación de los programas
correspondientes a los cursos ofrecidos por el Departamento de Ingeniería Sanitaria y
Ambiental
NOMBRE DE LA MATERIA
PROFESOR
OFICINA
HORARIO DE CLASE
HORARIO DE ATENCION
Química Sanitaria I
David Santiago Peña García
20-138
Miércoles y Viernes 16:00 – 18:00
Lunes 18:00 – 19:00
Nota 1:
Nota 2:
INFORMACION GENERAL
Código de la materia
Semestre
Área
Horas teóricas semanales
Horas teóricas semestrales
No. de Créditos
Horas de clase por semestre
Campo de formación
Validable
Habilitable
Clasificable
Requisitos
Correquisitos
Programa a los cuales se ofrece la
materia
ISA 314
2007-2
Química del Agua
4
64
4
64
Básicas en Ingeniería
S
S
S
INQ-144 Química General II
Ingeniería Sanitaria
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INFORMACION COMPLEMENTARIA
Propósito del curso:
Presentar teorías, conceptos y soluciones químicos y
matemáticos del entendimiento del comportamiento
de las soluciones acuosas y su significado sanitario y
ambiental.
Justificación:
El ingeniero sanitario debe estar en capacidad de
entender los procesos químicos que ocurren en el
agua, tanto aguas naturales como a tratar, con el fin
de presentar soluciones y enfrentar problemas
sanitarios.
Presentar al estudiante los conceptos químicos,
termodinámicos y matemáticos que rigen el
comportamiento de algunos fenómenos en el agua.
Objetivo General:
Objetivos Específicos:
- Comprender los fundamentos de calidad de aguas.
- Comprender los principios fundamentales de la
Química de las soluciones acuosas diluidas y no
diluidad.
- Aplicar los principios del equilibrio químico en su
sentido más amplio a la química del agua, o sea, a las
aguas naturales y contaminadas, haciendo énfasis en
los efectos de la temperatura y la fuerza iónica en las
reacciones.
- Entender el comportamiento termodinámico de los
equilibrios y reacciones químicas del agua.
Contenido resumido
- Introducción a la calidad del agua
- Conceptos de química cuantitativa
- Termodinámica y equilibrio químico
- Fundamentos de química ácido-base
- Sistema carbonato
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UNIDADES DETALLADAS
Unidad No. 1
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Introducción a la calidad del agua
- El agua, el agua en la tierra, sus ciclos y usos.
- Impurezas en el agua físicas, químicas y biológicas,
color y turbiedad.
- Nutrientes, eutrofización, alcalinidad, acidez, pH.
- Parámetros de calidad del agua.
- Concentración, caudal, carga, flux,
- Contaminación y tratamiento
2.5
No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA correspondiente a esta unidad:
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill
Unidad No. 2
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Conceptos de Química Cuantitativa
- Concetraciones másicas, molares, normales y
porcentuales.
- Titulaciones y cálculos analíticos.
- Soluciones.
1.5
No. de semanas que se le
dedicarán a esta unidad
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA correspondiente a esta unidad:
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
Romero-Rojas, J.A., 1996. Acuiquímica. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.
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Unidad No. 3
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Termodinámica y Equilibrio Químico
- Primera ley de la Termodinámica, energía interna
de un sistema químico, calor específico, de
vaporización y de fusión.
- Entalpía, reacciones endotérmicas y exotérmicas,
Ley de Hess.
- Entropía, energía libre y tercera ley de la
termodinámica.
- Espontaneidad de reacciones
- Equilibrio Químico, constantes de equilibrio,
relación de energía libre con constante de
equilibrio.
- Condiciones estándares y condiciones iniciales de
una reacción.
- Influencia de la temperatura sobre los equilibrios,
Ley de Van´t Hoff
- Actividad, fuerza iónica y comportamiento no
ideal de iones y moléculas en soluciones.
4
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA correspondiente a esta unidad:
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
Carmouze, J.P., 1994. O metabolismo dos ecosistemas acuáticos, Fundamentos teóricos,
métodos de estudo e análises químicas. Editora Fapesp.
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Unidad No. 4
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Fundamentos de Química Ácido-Base
- Definiciones básicas, constantes de equilibrio,
ácidos fuertes, bases fuertes, disociación del agua,
- Cálculos de equilibrios analíticos ácido-base para
ácido monoprótico, balances de masa, relaciones
de equilibrio, condición de protones, balance de
cargas-electoneutralidad.
- Cálculos ácidos y bases fuertes con y sin
corrección por fuerza iónica.
- Cálculos ácidos y bases débiles con y sin
corrección por fuerza iónica.
- Cálculos de equilibrios analíticos ácido diprótico.
- Acoplamiento de equilibrio químico con
modelación de concentraciones en sistemas
lénticos.
- Cálculo computacional de concentraciones de
especies químicas basados en gráficas pC-pH para
ácidos mono y multipróticos.
4.5
No. de semanas que se le
dedicarán a esta
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA correspondiente a esta unidad:
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
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Unidad No. 5
Tema(s) a desarrollar
Subtemas
Sistema Carbonato
- Análisis de distribuciones de las especies químicas
del sistema carbonato para sistemas abiertos y
cerrados.
- Alcalinidad y Acidez.
- Fracciones de Ionización.
- Especies carbonato y sus equilibrios.
- Gráficos pC-pH para sistema carbonato.
- Cuantificación de alcalinidad y acidez.
- Puntos finales de alcalinidad y acidez.
- Definición Analítica de alcalinidad y acidez.
No. de semanas que se le
3.5
dedicarán a esta
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA correspondiente a esta unidad:
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
METODOLOGÍA a seguir en el desarrollo del curso:
- Clase magistral.
- Lecturas recomendadas.
- Ejercicios en clase.
- Realización de talleres para los parciales.
- 1 Salida de Campo a un sistema de aguas lentas con análisis de datos.
- 1 Taller evaluativos de profundización sobre diferentes temas.
- 1 Clase en Sala de Computadores.
- Consulta de Referencias Bibliográficas.
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EVALUACIÓN
Actividad
Parcial 1
Taller 1
Parcial 2
Parcial 3
Informe final salida de campo
Parcial 4
Porcentaje
20
10
20
20
10
20
Fecha (día, mes, año)
25-01-2008
21-01-2008
22-02-2008
14-03-2008
02-04-2008
04-04-2008
Actividades de asistencia obligatoria
Parciales, Taller 1 e Informe Final Salida de Campo.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA por unidades:
Unidad
No.1
Unidad
No.2
Unidad
No.3
Unidad
No.4
Unidad
No.5
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
Romero-Rojas, J.A., 1996. Acuiquímica. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
Carmouze, J.P., 1994. O metabolismo dos ecosistemas acuáticos, Fundamentos
teóricos, métodos de estudo e análises químicas. Editora Fapesp.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
Sawyer, C.N., McCarty, P.L., Parkin, G.F., 2001. Química para Ingeniería Ambiental, 4a
Edición. Mc Graw Hill.
Jenkins, D., Snoeyink, V.L., 2000. Química del Agua. Limusa-Noriega Editores.
Chapra, S.C., 1997. Surface Water Quality Modeling. WCB-McGraw Hill.
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