química

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN
DIVISIÓN DE MATEMÁTICAS E INGENIERÍA
LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL
PROGRAMA DE ASIGNATURA
ACATLÁN
CLAVE: 1214
SEMESTRE: 2°
QUÍMICA
MODALIDAD
(CURSO, TALLER, LABORATORIO, ETC.)
CURSO, LABORATORIO
CARACTER
HORAS
SEMESTRE
OBLIGATORIO
96
NIVEL: BÁSICO
HORA / SEMANA
TEORÍA PRÁC LAB
3
1
CRÉDITOS
2
9
AREA: QUÍMICA
SERIACIÓN OBLIGATORIA
PRECEDENTE
NINGUNA
SERIACIÓN OBLIGATORIA
CONSECUENTE
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA AMBIENTAL
REQUISITO
LABORATORIO
OBJETIVO:
EL ALUMNO ANALIZARÁ EL COMPORTAMIENTO QUÍMICO DE LOS
MATERIALES EMPLEADOS EN LAS OBRAS DE INGENIERÍA CIVIL, EL USO DEL
AGUA Y EL MANEJO DE LAS SUSTANCIAS SÓLIDAS Y GASEOSAS QUE INCIDEN
EN LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL, INTERPRETANDO Y ESTIMANDO SUS
TRANSFORMACIONES Y EFECTOS.
Número de
Unidad 1. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LA QUÍMICA.
horas
Objetivo: Conocerá las características de las partículas subatómicas, describirá los experimentos que
hicieron posible tanto el descubrimiento de éstas como la creación de la teoría cuántica, así
como explicar el comportamiento del átomo en la formación de enlaces.
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Temas:
1.1. Estructura de los átomos.
- Partículas subatómicas. Historia y conceptos.
- Núcleo atómico. Modelo atómico de Rutherford.
1.2. Concepto ondulatorio de los átomos.
- Naturaleza de la luz (aportaciones de Newton, Maxwell, Hertz, Plank, De Broglie, Schrödinger).
- Espectros de emisión y de absorción (Modelo atómico de Bohr).
- Espectro electromagnético.
1.3. Periodicidad química y configuración electrónica.
- Números cuánticos y orbitales.
- Principio de exclusión de Pauli, principio de edificación (regla de Auf - Bau) y regla de Hund.
- Distribución electrónica y diagrama energético. Números cuánticos del electrón diferencial.
1.4. Enlace químico.
- Regla del octeto.
- Tipos de enlace: iónico, covalente (polar y no polar), por puente de hidrógeno, metálico.
Número de
Unidad 2 . EQUILIBRIO QUÍMICO Y SOLUBILIDAD.
horas
Objetivo: Identificará los tipos de reacciones químicas, así como las leyes y principios que rigen el
equilibrio químico de las mismas, aplicando el concepto de la constante de equilibrio y
determinará la diferencia entre disoluciones empíricas y valoradas utilizando los conceptos
de saturación y aquellos que se refieren a porcentaje, molaridad y normalidad, así como
también determinará la acidez o alcalinidad de dichas disoluciones utilizando los conceptos
de potencial de hidrógeno, concentración de iones hidrógeno y titulación ácido-base.
Temas:
24
2.1. Reacciones químicas.
- Ecuaciones químicas.
- Reacciones de: síntesis, descomposición, simple sustitución, doble sustitución y de óxido reducción.
- Métodos de balance de ecuaciones.
- Estequiometría: relaciones peso - peso, peso-volumen.
2.2. Ley del equilibrio químico.
- Velocidad de reacción y factores que influyen: temperatura, presión, concentración, presencia
de catalizadores.
- Ley de acción de masas, constante de equilibrio ( K, Kp).Principio de Le Chatelier.
- Gases, ley de Henry.
2.3. Mezclas (sistemas coloidales, suspensiones y disoluciones).
- Métodos de separación: decantación, filtración, centrifugación, etc.)
- Cementantes. Calidad del agua en la preparación de la mezcla.
- Tamaño de partícula (suspensiones, emulsiones, coloides y disoluciones).
- Propiedades y métodos de separación de sistemas coloidales
2.4. Disoluciones empíricas y valoradas.
- Disoluciones empíricas: diluídas, concentradas, saturadas y sobresaturadas.
-Solubilidad, curvas de saturación, cte. del producto de solubilidad, factores que afectan la
solubilidad.
- Disoluciones valoradas: porcentual, normal, molar, molal y ppm.
2.5. Ionización del agua y la escala del pH.
- Fuerza ácido - base.
- Potencial de hidrógeno (pH), concepto de pOH.
- Ácidos y bases fuertes, ácidos y bases débiles, constantes de ionización
Número de Unidad 3 . LOS METALES Y LA METALURGÍA.
horas
Objetivo: Conocerá el proceso de extracción de los metales a partir de sus minerales, así como sus
propiedades y sus tratamientos térmicos, mecánicos y químicos
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Temas:
3.1. Localización de los metales en la naturaleza (corteza terrestre, mar, plataforma oceánica).
- Estados naturales de los metales (elementos nativos y minerales).
3.2. Metalurgia.
- Generalidades (metalurgia física, metalurgia extractiva, pirometalurgia, electrometalurgia,
hidrometalurgia).
- Preparación de menas (trituración, flotación, lixiviación).
3.3. Metalurgia del hierro.
- Generalidades (aleación, reducción, y oxidación química)
- Manufactura del acero.
- Tratamientos térmicos (templado, revenido, recocido, normalizado).
- Tratamientos mecánicos (forja, laminado, extrusión).
- Clasificación de aceros (normas SAE y AISI).
3.4. Metales industriales.
- Cobre y aluminio.
3.5. Electroquímica.
- Celdas electroquímicas (electrólitos, fuerza electromotriz, potenciales estándar.
3.6. Corrosión metálica.
- Generalidades (protección catódica y protección anódica).
- Recubrimientos no metálicos.
- Recubrimientos metálicos (procesos de inmersión, cementación, inhibidores).
Número de
Unidad 4 . HIDROCARBUROS.
horas
Objetivo: Comprenderá la importancia de los compuestos orgánicos en la elaboración de sustancias
orgánicas sintéticas empleadas en ingeniería.
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Temas:
4.1 El carbón como elemento base de la química orgánica (tetravalencia, hibridación, etc.).
4.2 Función hidrocarburo y substituyentes.
- Tipos de hidrocarburos y sus generalidades.
- Propiedades físicas y químicas de alcanos, alquenos, alquinos, alifáticos y cíclicos, y compuestos
aromáticos.
- Nomenclatura de hidrocarburos.
- Tipo de reacciones y obtención.
- Hidrocarburos de interés industrial (eteno, acetileno y benceno).
4.3 El petróleo y su importancia.
- Destilación fraccionada del petróleo.
- Derivados del petróleo y sus usos. Materiales asfálticos.
- Petroquímica secundaria y la industria de la transformación.
- Polímeros, obtención y aplicación en ingeniería civil.
Número de Unidad 5. PROCESOS INDUSTRIALES.
horas
Objetivo: Describirá los fundamentos, desarrollo y avances tecnológicos, aplicación y el impacto
ambiental, del proceso industrial que haya elegido para su investigación.
Temas:
6
5.1. Principales materiales de construcción (mejoras en su composición y en su utilización):
- Materiales térreos: ladrillo, tabique, tabicón, block, adobe, sillares.
- Impermeabilizantes:
- Base asfalto.
- Base agua.
- Base solvente.
- Unicapa.
- Polímeros y resinas.
5.2. Producción de metales: corrosión, inhibidores y protección catódica.
5.3. Contaminación ambiental.
- Contaminación del agua. Procesos de eutroficación. Recuperación de cuerpos de agua.
- Contaminación del suelo. Residuos sólidos. Rellenos sanitarios.
5.4. Contaminación por ruido. Principales fuentes en la industria de la construcción. Materiales
interiores aislantes
5.5 Procesos bioquímicos para el tratamiento de las aguas residuales.
- Bioquímica.
- Glicólisis.
- Ciclo del ácido tricarboxílico.
- Cinética enzimático.
Nota: Se consideran 64 hrs./semestre para la impartición de las horas teóricas-prácticas.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
CHANG, RAYMOND. (1998): Química. 6ª edición. México. Ed. McGraw Hill.
CHAMIZO J. A. y GARRITZ A. (1992): Química. México. Ed. Addison - Wesley Iberoamericana.
DREW, H. WOLFE. (2003): Química orgánica general. Ed. McGraw Hill.
CHAM. (1980): Antología área química. División ciencias básicas e ingeniería. Estructura de los materiales.
JAMES E. BRADY. (2003):Química básica principios y estructura. 2ª edición. Ed. Limusa Wiley.
MASTERTON SLOWINSKI - STANITSKI. (1987): Química general superior. 6ª. Edición. Ed. McGraw
Hill Book Company.
MORRISON & BOYD. (1990): Química orgánica. U.S.A. Ed. Iberoamericana.
MORTIMER, CHARLES E. (1996): Química. México. Ed. Iberoamericana.
SHOEYING V. L.; JENKINS O. (1985): Química del agua. México. Ed. Limusa.
STRAUSS W.; MAINWARING J. (2003):Contaminación del aire. Causas, efectos y soluciones. Ed. Trillas.
TEBBUTT T. H. J. (2003):Fundamentos de control de calidad del agua. Ed. Limusa.
THORNTON, A. PETER. (2003):Ciencia de materiales para ingeniería. Ed. Prentice Hall.
TURK A., TURK WITTES. (2003):Ecología, contaminación, medio ambiente. México. Ed. Interamericana.
VÁZQUEZ, F. y GIL E. (1982): Estequiometría. México. Ed. Grijalbo.
VÁZQUEZ YÁNEZ, CARLOS. (2003):Deterioro ambiental, sus causas y efectos. Serie facicular.
Modulares de Biolgía. Ed. Continental.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
AMERICAN CHEMICAL SOCIETY.(1998): QuimCom. 2ª. Edición. Ed. Addison Wesly Longman. México.
B.A. AMSTEAD. (1998): Procesos de manufactura versión S.I. Ed. CECSA.
BOHN HINRICH L. y MCNEAL L. BRIAN. (2003):Química del suelo. Ed. Limusa.
FERNÁNDEZ VILLAGÓMEZ, GEORGINA. (1986): Apuntes de química ambiental. U.N.A. M. División
de Estudios de Posgrado.. Facultad de Ingeniería. México.
LÓPEZ GARRIDO, JAIME; PARRA MARTÍNEZ, JOSÉ. (2003):Eliminación de residuos sólidos urbanos.
Barcelona España. Ed. Técnicos Asociados.
REEVE, R. N. (1994): Enviromental analysis, Ed. John Willey and Sons Ltd.
SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
•
El profesor expondrá los temas y contenidos de las diferentes unidades. Asimismo la exposición deberá
respaldarse con ejemplos claros.
•
El profesor propiciará la participación de los alumnos a través del desarrollo de ejercicios en clase.
•
En el caso de que algún tema sea expuesto por los alumnos, éstos serán bajo la supervisión y guía del
maestro.
•
Se recomienda utilizar material audiovisual y multimedia para apoyar los temas que así lo requieran.
•
Se recomienda propiciar en los alumnos los trabajos de investigación, tanto para ampliar conceptos
básicos, como de bibliografía en general, así como el resolver ejercicios y problemas en casa.
•
Uso de material de video en los subtemas:
- Periodicidad química y configuración electrónica.
- Equilibrio químico.
- Manufactura del acero.
- Procesos industriales (los citados en el programa).
•
Desarrollar el trabajo en equipo.
Se realizarán las siguientes:
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Cambios de la materia.
Tabla periódica.
Enlaces químicos.
Reacciones químicas.
Lluvia ácida.
Disoluciones.
Acidez y alcalinidad.
Corrosión y oxidación metálica.
Electroquímica.
Obtención de baquelita.
Tratamiento de las aguas residuales.
NOTA: Se consideran 32 hrs./semestre para la impartición de las prácticas de laboratorio.
SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN
•
Exámenes parciales.
•
Exámenes finales.
•
Trabajos y tareas fuera del aula.
•
Participación en clase.
PERFIL PROFESIOGRÁFICO QUE SE SUGIERE
Ingeniero y/o estudios de posgrado en el área de ingeniería civil o ramas afines de la química, vinculado con
la ingeniería ambiental.