Fisicoquimica - Universidad Juárez Autónoma de Tabasco

UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTONOMA DE TABASCO
DIVISIÓN ACADEMICA DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
NOMBRE DEL PROGRAMA: FISICOQUÍMICA
AREA DE FORMACIÓN: SUSTANTIVA PROFESIONAL
HORAS A LA SEMANA: TEORICAS : 3
PRACTICAS : 3
CREDITOS: 9
CREDITOS: 9
PRESENTACIÓN
El programa de estudio de Fisicoquimica, dentro del mapa curricular de la Licenciatura en
Ingeniería Ambiental, forma parte del Area de Formación Sustantiva Profesional. La
fisicoquímica es una disciplina donde el Ingeniero Ambiental, aplica los fundamentos de la
física y la química con el propósito de proteger la salud y el medio ambiente; para ello debe
contar con un buen entendimiento de los principios en que se basan los procesos físicos y
químicos que ocurren en la naturaleza.
Para alcanzar los objetivos, el programa se ha dividido en cuatro unidades sustanciales:
1)
2)
3)
4)
Conceptos básicos de Fisicoquimica
Equilibrio químico
Cinética química
Soluciones
Cada una de estas unidades termina con una aplicación práctica de los conocimientos
adquiridos, que le permitirán al estudiante analizar y resolver problemas de tipo ambiental. Es
necesario recalcar que el buen entendimiento y aplicación práctica del contenido del
programa demandan al estudiante las siguientes herramientas :
1) Química general
2) Física
3) Calculo diferencial e integral
OBJETIVO GENERAL
Conocer y aplicar los conceptos básicos de la fisicoquímica con los cuales el estudiante puede
comprender y manipular la rapidez con la que ocurre una reacción, las variables que la
afectan, sus mecanismos y los resultados finales o productos de la reacción; con los cuales
evaluará el destino y tratamiento de un compuesto.
METODOLOGÍA DE TRABAJO
Al desarrollar los contenidos de este curso, se utilizarán los métodos y técnicas que faciliten
la construcción del conocimiento creativo, colectivo y participativo, mediante el estímulo al
trabajo de todas sus capacidades y habilidades intelectuales. Para dar cumplimiento a esta
metodología se propone desarrollar las siguientes actividades:
• Trabajos individuales y grupales
• Elaboración de Resúmenes
• Aprendizaje basado en problemas(PBL). El profesor abrirá cada tema con una
problemática lo más apegada a la realidad, la cual deberá ser resuelta por los
estudiantes una vez brindados los conocimientos necesarios.
• Tareas. Investigación extra del tema y ejercicios que permitan a los alumnos la
aplicación de los conceptos aprendidos los cuales desarrollarán su habilidad en
el manejo de conceptos y en la solución de problemas
• Solución de problemas. Durante la sesión de trabajo en forma grupal que permita
mejorar la habilidad para aplicar los conceptos teóricos estudiados.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Se evaluarán todas aquellas situaciones, actividades y experiencias de aprendizaje donde el
estudiante participe en las diferentes sesiones de trabajo. Los criterios de evaluación tomarán
en cuenta:
Actividades
Trabajos de individuales
Trabajos grupales
Exposiciones del alumno
PBL
Exámenes
Porcentaje(%)
10
10
10
30
40
CONTENIDO DEL PROGRAMA
UNIDAD 1: Conceptos básicos de Fisicoquímica
Objetivo de la unidad: Manejar y aplicar una serie de conceptos esenciales empleados en la
solución de problemas de la fisicoquímica.
Contenido:
1.1 Las leyes de los gases
1.2 Mezclas; variables de composición
1.3 Ecuación de estado para una mezcla de gases; ley de Dalton
1.4 Concepto de presión parcial
1.5 Ley de las presiones parciales de Dalton
1.6 Presión de vapor
1.7 Concentración y Métodos para medir concentraciones
PRODUCTOS DE
APRENDIZAJE
- Aplicar las leyes de los
gases en la solución de
problemas
- Dominar los conceptos
correspondientes a
mezclas de gases
- Conocer las magnitudes
y unidades de
concentración más
usuales en los diversos
sistemas naturales y de
ingeniería
RECURSOS DIDACTICOS
METODOS DE EVALUACIÓN
Bibliografía[ 1,2 ]
- Examen
-Acetatos
-Participación en clases
-plumones
-Por habilidad en la
resolución de problemas
-Proyector de acetato
-Laminas
-Manual de realización de
práctica
-Material para realizar la
práctica( indicado en el
manual de práctica)
UNIDAD 2: Equilibrio químico
Objetivo de la unidad:Aplicar los principios del equilibrio químico para entender los
aspectos químicos de los contaminantes de diversos sistemas naturales y artificiales
2.1Calor de reacción
2.2Reacción de formación
2.3 Determinación de los calores de formación
2.4 Secuencia de reacciones; ley de Hess
2.5 Dependencia del calor de reacción con la temperatura
2.6 Equilibrio químico en una mezcla de gases ideales y reales
2.7 Energía libre estándar de formación
2.8 Equilibrio entre gases ideales y fases condensadas puras
2.9 El principio de Le Chatelier-Braun
2.10 Efecto de los gases inertes sobre el equilibrio
2.11 La constante de equilibrio en las reacciones heterogéneas
2.12 Dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura
2.13 Constantes de ionización de ácidos y bases débiles
2.14 Producto iónico del agua
2.15 Producto de solubilidad
PRODUCTO DE
APRENDIZAJE
- Calculo del cambio de
energía libre en una
reacción
- Determinación de la
dirección en la que
procede una reacción
- Calculo de constantes
de equilibrio
- Utilización de la
constante de equilibrio
en la solución de
problemas, como en la
determinación de la
composición de
equilibrio
RECURSOS DIDACTICOS
METODO DE EVALUACION
-Bibliografía[ 1,2 ]
-Examen
-Acetatos
-Participación en clases
-Plumones
-Por habilidad en la
resolución de problemas
-Laminas
-Proyector de acetatos
- Por trabajos de investigación
extra del tema
UNIDAD 3: Cinética química
Objetivo de la unidad: Determinar la rapidez con la que ocurre una reacción, sus
mecanismos y manejar las técnicas para determinar el orden de una reacción
Contenido:
3.1 Introducción a la cinética química
3.2 Leyes de velocidad
3.3 Reacciones de orden cero
3.4 Reacciones de primer orden
3.5 Reacciones de segundo orden
3.6 Reacciones seudoprimer orden
3.7 Dependencia de la velocidad de la reacción de la temperatura
3.8 Reacciones consecutivas
3.9 Reacciones en solución
3.10 Energía de activación
PRODUCTOS DE
APRENDIZAJE
- Manejo y aplicación
de las formas
integradas de las tasa
de reacción
RECURSOS DIDACTICOS
EVALUACIÓN DEL
APRENDIZAJE
- Bibliografía[ 3 ]
-Examen
-Acetatos
-Participación en clases
- Calculo de vida media -plumones
-Proyector de acetatos
- Manejo de técnicas
para Determinar el
orden de una reacción
-Por habilidad en la
resolución de problemas
UNIDAD 4: Soluciones
Objetivo de la unidad: Establecer los principios básicos de las soluciones, conocer sus
propiedades, establecer condiciones de equilibrio y las leyes que rigen el equilibrio de las
soluciones
Contenido:
4.1 Tipos de soluciones
4.2 Equilibrio entre una solución y su fase de vapor
4.3 Presión de vapor de una solución ideal
4.4 Solubilidad de los gases en los líquidos
4.5 Ley de distribución de Nernst
4.6 Equilibrios químicos en solución
4.6 Soluciones no electrolíticas y propiedades coligativas
4.7 Soluciones de los electrolitos y propiedades coligativas
4.8 La teoría de Arrhenius de la disociación electrolítica
4.9 La teoría de las atracciones interionicas de Debye-Huckel
PRODUCTOS DE APRENDIZAJE
- Aplicación de la ley de Raoult
en problemas de equilibrio entre
una solución y su vapor
- Aplicación de la ley de Henry en
la solución de problemas de
solubilidad de gases en líquidos
- Manejo adecuado de los
conceptos de actividad y
coeficientes de actividad
- Cálculos de descenso de presión
de vapor, aumentos del punto de
ebullición y descenso del punto
de congelación de las soluciones
- Manejo de los coeficientes de
reparto o de distribución en la
solución de problemas prácticos
RECURSOS DIDACTICOS
EVALUACIÓN DEL
APRENDIZAJE
-Bibliografía[ 1,2 ]
-Examen
-Acetatos
-plumones
-Proyector de acetatos
-Laminas
-Direcciones Web
-Participación en
clases
-Por habilidad en la
resolución de
problemas
Material Bibliográfico
1. Gilbert W. Castellan. Fisicoquimica. Segunda edición.1987. Adisson –Wesley
Iberoamericana.
2. James R. Mihelcic. Fundamentos de Ingeniería Ambiental. Primera edición. 2001.
Limusa Wiley. Cap. 2 y 3.
3. Clair N. Sawyer. Perry L. McCarty. Gene F. Parkin. Química para Ingeniería
Ambiental. Cuarta edición. Octubre de 2000. McGraw Hill.