DISPOSICION N° 070/02 DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CARRERA: Ingeniería en Alimentos PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: Química General (10933 ) EQUIPO RESPONSABLE: Roberto Ricardo García Profesor Adjunto HORAS DE CLASE TEORICAS: __3_____ PRACTICAS: __5____ ASIGNATURAS CORRELATIVAS PRECEDENTES APROBADAS CURSADAS INTRODUCCION A LA QUIMICA 10017 1) OBJETIVOS GENERALES: OBJETIVOS 1. – Concebir la unidad del mundo material y relacionar los distintos enfoques con que son abordados los cambios que tienen lugar en el mismo. 2. – Describir, analizar y relacionar las leyes generales de la Química poniendo énfasis en la comprensión de los siguientes aspectos fundamentales: las uniones químicas y las transformaciones químicas. 3. – Predecir comportamientos periódicos y formas de moléculas sencillas. 4. – Adquirir habilidades básicas de Laboratorio para la realización de las tareas inherentes al trabajo químico, a través de la comprobación experimental de temas seleccionados. 5. – Analizar, relacionar y comparar resultados experimentales. 6. – Inferir el comportamiento de las reacciones químicas y de las soluciones a través de su comprobación experimental. 7. – Proyectar, diseñar y realizar trabajos de Laboratorio previa ejecución de actividades capaces de inducir este comportamiento. 8. – Proyectar, diseñar y realizar informes de las experiencias de Laboratorio. VIGENCIA AÑO: 2004-2005 1. - ESTRUCTURA DE LA MATERIA PREDICCIÓN DE PROPIEDADES 1A. - Estructura extranuclear del átomo Ondas electromagnéticas y su relación con la estructura del átomo. Ecuación de Planck. Efecto fotoeléctrico y cuanto de luz. Modelo atómico de Bohr. Estados fundamentales y excitados. Principio de incertidumbre. Dualidad onda-partícula. Ecuación de de Broglie. Ecuación de Schrödinger. Números cuánticos. Concepto de orbital y significado físico. Principio de exclusión de Pauli. Representación espacial de orbitales. Construcción de la tabla periódica. 1B. - Uniones químicas Enlace covalente. Covalencia simple, doble y triple. Covalencia dativa. Polaridad de enlaces. Moléculas polares. Momento dipolar. Electronegatividad. Regla del octeto. Excepciones a la regla del octeto. Estructuras de Lewis. Resonancia. Orbitales híbridos. Estructura espacial de moléculas. Unión iónica. Propiedades de las sustancias iónicas. Electrones de valencia. Uniones intermoleculares: Unión por puente de Hidrógeno y Fuerzas de Van der Waals. 1C. - Clasificación y predicción de propiedades Clasificación y predicción de propiedades de las sustancias químicas. Predicción del tipo de unión y propiedades. Factores que afectan las propiedades dentro de cada clase de sustancias. Predicción de propiedades de compuestos moleculares covalentes. Limitación de las reglas. Predicción de la solubilidad para sustancias moleculares (moléculas pequeñas). Predicción de las propiedades de las sustancias iónicas. Estructura y propiedades de sustancias complejas. 2. - ESTADOS MATERIA DE AGREGACIÓN DE LA 2A. - Estado gaseoso Ley de Boyle-Mariotte. Ley de Gay-Lussac. Temperatura absoluta. Ecuación de estado de los gases ideales. Constante de los gases: unidades de uso común. Determinación de peso molecular. Ley de las presiones parciales de Dalton. Ley de Graham. Teoría cinética de los gases ideales: postulados fundamentales. Energía cinética y temperatura. Distribución de la energía de un gas. Gases reales: desviación del comportamiento ideal. Ecuación de van der Waals. 2B. - Introducción al estado sólido y líquido Los líquidos y las fuerzas intermoleculares. Polaridad y comportamiento de los líquidos. Clasificación de las sustancias según sus tipos de enlaces. Sólidos iónicos, covalentes y moleculares. Sólidos amorfos. Introducción a los sistemas cristalinos. Concepto de empaquetamiento compacto aplicado a cristales iónicos. Principales estructuras típicas AB y AB2. Sólidos metálicos y estructura. 2C. - Estado líquido y cambios de estado Licuefacción de los gases. Isotermas de Andrews. El estado crítico. Presión y temperatura crítica. Efecto de Joule-Thompson. Presión de vapor. Temperatura de ebullición. Ecuación de Clausius-Clapeyron: sus aplicaciones. Calor molar de vaporización. Punto de fusión. Expresión análoga de la ecuación de Clausius-Clapeyron. Calor molar y específico de sublimación. Aplicación de Clausius. Gráficas de enfriamiento, sobreenfriamiento y calentamiento. Regla de las fases. Diagrama de fases para el agua y el dióxido de carbono. 2D. - Soluciones Clases de soluciones. Unidades de concentración de las soluciones. Soluciones diluidas. Ley de Raoult. Soluciones ideales y reales. Desviaciones positivas y negativas de la Ley de Raoult. Ley de Henry. Desviaciones. Propiedades coligativas: ascenso ebulloscópico, descenso criscópico y presión osmótica. Ecuaciones y aplicaciones en cada caso. Factor "i" de Van`t Hoff: su interpretación y uso. Destilación: principios generales. 3. - INTRODUCCIÓN A LAS TRANSFORMACIONES QUÍMICAS Equilibrios y desequilibrios 3A. - Transferencia de energía en las reacciones químicas Conceptos preliminares. Sistemas químicos: sus clases. Propiedades intensivas y extensivas. Funciones de estado. Energía interna y reacciones químicas. Tipos de energía que componen la Energía interna. Primer principio de la Termodinámica. Procesos reversibles e irreversibles. Expresiones del trabajo. Entalpía y reacciones químicas. Segundo principio de la Termodinámica. Entropía y reacciones químicas. Energía libre y espontaneidad en las reacciones químicas. Variaciones de la Energía libre con la presión y la temperatura. Ecuación de Gibbs-Helmholtz. Termoquímica. Ciclos termodinámicos aplicados a las reacciones químicas. Ley de Lavoisier-Laplace. Ley de Hess. Entalpías estándar. Entalpías de formación. Entalpías de combustión. Energía de enlace. Calor de neutralización. Calor de dilución. 3B. - Introducción a la cinética química Objeto de la medida de velocidades. Ley de velocidades. Velocidad específica. Orden y molecularidad. Reacciones de primer orden: ecuaciones, t 1/2, graficación. Ejemplos. Otros órdenes de reacción. Orden cero. Ecuaciones, t1/2. Factores que afectan la velocidad de reacción. Ecuación de Arrhenius. Energía de activación. Graficación. Catálisis: concepto generales. 3C. - Equilibrios 3C1-Introducción al equilibrio químico Equilibrio químico como proceso dinámico. Ley de acción de masas. Concepto termodinámico del equilibrio: actividades químicas y energía libre. Constante de equilibrio. Concepto termodinámico de la constante de equilibrio. Factores que afectan el equilibrio químico. Principio de Le Chatelier. Electrolitos fuertes y débiles: su relación con el equilibrio químico. Kp y Kc. 3C2-Equilibrio ácido-base Sus constantes. Introducción a las teorías ácido-base: Arrhenius, BrØnsted-Lowry, Lewis. Ácidos y bases débiles y fuertes. Predicción del comportamiento ácido-base de diferentes sustancias. Ka y Kb. Grado y porcentaje de disociación. Disociación del agua. pH. Kw. Introducción a la titulación ácido-base. Neutralización. Normalidad. Concepto de equivalente químico. Soluciones amortiguadoras. Indicadores de pH. Determinación colorimétrica del pH. Hidrólisis. Kh o Kac y Kbc. Grado y porcentaje de hidrólisis. 3C3-Equilibrio sólido-líquido Introducción a la termodinámica del equilibrio sólido-líquido. El principio de Le Chatelier aplicado a equilibrios heterogéneos. Producto de solubilidad. Kps: su uso y aplicaciones. Efecto del ion común. Predicciones sobre precipitación de sales. 3) BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA CHANG R. Química. Editorial Mc Graw Hill. México.1992. Primera edición en español. WHITTEN, GAILEY Y DAVIS. Química General. Editorial Mc Graw Hill. México. 1992. Segunda edición en español. BROWN T., LeMAY Jr., BURSTEN B., Química La ciencia central. Editorial Prentice Hall Hispanoamericana SA. 1998. Séptima edición ATKINS Y JONES. Química. Moléculas. Materia. Cambio. Ed. Omega S.A. 1998. Tercera edición. MASTERTON Y SLOWINSKI. Química General Superior. Editorial Interamericana. 1973 GRAY Y HAIGHT. Principios Básicos de Química. Editorial Reverte. 1978. MAHAM. Química. Curso Universitario. Editorial Fondo Educativo Interamericano. 1968. SIENKO Y PLANE. Química Teórica y Descriptiva. Editorial Aguilar. 1973. ANGELINI Y COL. Temas de Química General. Manuales de Eudeba. 3era. Edición (y posteriores en 3 fascículos). 1988. PEIDRO MARTINEZ J. Química General en cuestiones con respuestas múltiples. Editorial Alambra. 1era. Edición. 1988. BIBLIOGRAFÍA DE CONSULTA ANDER Y SONESA. Principios de Química. Introducción a los conceptos teóricos. Editorial Limusa. 1973. BRESCIA, ARENTS Y COL. Fundamentos de Química. CECSA. 1971 LIPPINCOTT, GARRETT Y VERHOEK. Chemistry. A study of matter. Willey & Sons. 3era. Edición. 1977. GLASTONE Y LEWIS. Elementos de Química Física. Editorial Médico Quirúrgica. BARROW G. Química General. Editorial Reverte. 1974 GLYN. Formulación Química iónica y covalente. Editorial Harper & Row. 1970. HUTCHINSON. Química. Los elementos y sus reacciones. Reverte. HOLUM. Introducción a los principios de Química. Editorial Limusa. 1973. IBARZ Y AZNARES. Problemas de Química General. Editorial Marín. 1978. NYMAN Y KING. Problems for General Chemistry and qualitative analysis. Willey & Sons. 3era. Edición. PAULING. Química General. Editorial Aguilar. 1977. BARRY Y COL. Química. Fundamentos experimentales. Editorial Reverte. 1973. PIERCE. Química de la materia. Pub. Cultural. 1973. SIENKO. Problemas de Química. Editorial Reverte. 1976. RUSSEL DRAGO. Enlace químico y estructura molecular. Enfoque del orbital molecular. Editorial Limusa. 1973. SLABAUGH Y PARSON. Química General. Editorial Limusa. 1974. 4.- Condiciones de aprobación DESARROLLO DEL CURSO: QUÍMICA GENERAL Constará de clases teóricas y clases de trabajos prácticos pudiendo estos consistir en: -Resolver guías dirigidas y problemas -Plantear problemas con sus respuestas INGENIERÍA EN ALIMENTOS -Realizar trabajos de laboratorio con un informe de las tareas que implique cada uno de ellos. Durante el curso se tomarán 2 (dos) exámenes parciales LIC. EN CIENCIAS BIOLÓGICAS DE LA ASIGNATURA RÉGIMEN DE APROBACIÓN Luego de cursar (y cumplir con lo dispuesto por la Universidad) el alumno puede encontrarse en las siguientes condiciones: PROMOVIDO o REGULAR. 1. - Promovido: las condiciones para acceder a ésta categoría son las siguientes: 1a. - Tener una asistencia no menor al 80% para todas las actividades que se PROGRAMA desarrollenANALÍTICO durante el cuatrimestre excluyendo los trabajos de laboratorio . 1b. - Asistir y tener aprobados el 100% de los trabajos de laboratorio que se realicen durante el cuatrimestre. 1c. -Recuperar hasta el 25% de los trabajos de laboratorio que se realicen durante el cuatrimestre. 1d. - Aprobar el 100% de las evaluaciones previstas con un promedio final no inferior a seis (6) puntos, sin haber desaprobado ninguna (nota inferior a 4 puntos). OBJETIVOS 1e. - Aprobar una evaluación integradora de la asignatura con calificación no inferior a siete (7) puntos, siendo esta la nota final. 2. - Regular: las condiciones para acceder a ésta categoría son las siguientes: 2a. - Tener una asistencia no menor al 50% para todas las actividades que se desarrollen durante el cuatrimestre (VER NOTA MÁS ABAJO) excluyendo los Trabajos 1. ‑ Concebir la unidad del mundo material y relacionar los distintos enfoques con que son abordados los de Laboratorio . cambios que tienen lugar en el mismo. 2b. - Tener aprobados el 100% de los trabajos de laboratorio que se realicen durante el cuatrimestre. 2c. - Recuperar hasta el 25% de los trabajos de laboratorio que se realicen durante el 2. ‑ Describir, analizar y relacionar las leyes generales de la Química poniendo énfasis en la comprensión de cuatrimestre. los siguientes aspectos fundamentales: las uniones químicas y las transformaciones químicas. 2d. - Obtener una calificación no inferior a cuatro (4) puntos en al menos una de las evaluaciones. 2e. - La evaluación cuya calificación fuera menor de cuatro (4) puntos o que no se 3. hubiera ‑ Predecir comportamientos periódicos y formas de moléculas sencillas. asistido, podrá ser recuperada en una sola oportunidad. 2f.- Aprobar un examen final con una nota no inferior a cuatro puntos. 3.- Condición de Libre: se accede a ésta condición, siendo alumno regular de la Universidad y 4. teniendo ‑ Adquirir los habilidades básicasnecesarios de Laboratorio pararendir la realización de las tareas inherentes al trabajo requisitos para el examen como regular (correlativas químico, a través de la comprobación experimental de temas seleccionados. aprobadas). El examen consiste en dos partes: la primera sobre los trabajos de laboratorio planteados por la asignatura y la segunda sobre los contenidos teóricos. El examen práctico podrá desarrollarse mediante la realización de un práctico a determinar con problemas aspectos teóricos de las trabajos de laboratorio planteados. 5. y‑ otro Analizar, relacionar y ycomparar resultados experimentales. Ambas partes deben aprobarse con una nota no inferior a cuatro puntos cada una Nota: deben entenderse por “actividades que se desarrollen durante el cuatrimestre”, a las clases teóricas y los seminarios de resolución de problemas y trabajo en grupo. 6. ‑ Inferir el comportamiento de las reacciones químicas y de las soluciones a través de su comprobación experimental.