Nombre del Área

FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
INFORMACION GENERAL
Química de Materiales
Nombre de la asignatura
ID SIU
001138
Periodo Académico
2011-01
Créditos
3
Pre-requisitos
Ninguno
Semestral
Periodicidad
Presencial con apoyo virtual
Modalidad del curso
Componentes
Horas por semana
2
Teoría
2
Taller
0
laboratorio
Profesor(es):
Correo electrónico
Horario de
Oficina
atención
Carlos Enrique Daza
[email protected]
2h/semana
52-617
León Dario Pérez
[email protected]
2h/semana
52-601
Henry Cordoba Ruiz
[email protected]
2h/semana
52-110
Descripción de la asignatura
Intencionalidad Formativa
Competencias
En los materiales comúnmente empleados en obras civiles:
aceros, aluminio, cerámicos (ladrillos, yesos, vidrio),
constituyentes de morteros (cal, cemento) mezclas asfálticas,
maderas y polímeros, se identificaran las principales
propiedades fisicoquímicas, las cuales, determinan sus usos y
los efectos que el medio ambiente ejerce sobre ellos (corrosión)
El uso de materiales modernos en obras civiles que
sustituyen a los tradicionales, exige comprender las
interacciones complejas que ocurren entre ellos y con su
entorno, en una situación específica, conocimiento que le
aportaría a quien lo adquiere, una mayor competitividad en
su ejercicio profesional
En un mercado laboral global, el conocimiento básico de la
química de materiales de construcción empleados en obras
civiles, es necesario para homologar títulos y de tal manera
prestar un servicio profesional.
Saber-Saber
Clasificar los materiales de construcción de acuerdo con su
composición, estructura, entorno y método de producción
para un uso específico en la Ingeniería Civil.
Establecer las relaciones existentes entre la estructura
cristalina, morfología, composición y reactividad química de
los metales, polímeros y sólidos compuestos con sus
propiedades fisicoquímicas para predecir su uso como
materiales de construcción.
Saber-Hacer
Aplicar teorías y modelos matemáticos fundamentales de la
química en el cálculo de variables fisicoquímicas que
predicen las características y/o el comportamiento ante el
medio ambiente de un material.
Realizar razonamientos matemáticos haciendo uso de la
constante de equilibrio para determinar la solubilidad de
sólidos iónicos y su efecto sobre la meteorización de rocas
y suelos.
Proponer métodos de prevención de la corrosión de metales
conociendo los factores externos que la pueden favorecer
para incrementar la vida útil de los materiales metálicos.
Criterios de desempeño
Contenidos temáticos
Estrategias pedagógicas
Objetivos de aprendizaje
Saber-Ser
Adquirir una actitud crítica y comprometida con el medio
ambiente que prevenga el uso indiscriminado de materias
primas para la obtención de materiales de construcción.
Desarrollar una actitud adecuada para el trabajo en grupo
que permita el desarrollo participativo y activo en
actividades como la preparación de una exposición o el
desarrollo de un taller.
Aprobado con 60% de los logros establecidos
Conceptos sobre el átomo, enlace, la estructura cristalina, el
proceso de solidificación de metales, de solubilización acuosa y
equilibrio químico de materiales cerámicos, potencial z para
suspensiones coloidales y reacciones de oxi-reducción para
explicar el deterioro de materiales metálicos.
En cada tema se hace presentación de los conceptos por parte
del profesor, para fundamentar la base de discusión en el taller,
de los conceptos fundamentales y descriptivos.
Los
estudiantes aclaran y se apropian los conceptos a través de la
discusión y desarrollo de ejercicios en clase.
El proceso se complementa con ejercicios y lecturas durante el
trabajo individual y la presentación de los conceptos
desarrollados analizando las propiedades de materiales
empleados en obras civiles.
Diferenciar los tipos de enlaces químicos (primarios y/o
secundarios) para establecer la dureza de un material.
Calcular la densidad volumétrica de un metal a partir de
modelos cristalinos.
Identificar los tipos de defectos cristalinos para establecer
su relación con las propiedades macroscópicas de un
sólido.
Realizar cálculos de concentración de una solución usando
diferentes tipos de unidades.
Determinar la concentración de especies en el equilibrio de
un sistema acuoso para calcular el pH de una solución de
ácidos o bases débiles.
Calcular el valor del potencial de una celda galvánica
compuesta por dos metales para establecer las condiciones
que pueden conducir a la corrosión de un metal.
Conocer el concepto de potencial zeta y su aplicación en la
estabilización de suspensiones coloidales.
Bibliografía, Textos guía
Otra bibliografia
Smith W. y Hashemi J. . Ciencia e ingeniería de materiales.
McGraw. 2007.
Chang, R. Química General. Mac GrawHill. 2000
1. Askeland, D.R., Ciencia e Ingeniería de los materiales, 3
Edición, Thomson Editores, 1998
2. Hernández, F. y A Martín. Introducción a la química de
materiales. Editorial Rugarte. 1997
3. Baquero, R. El fascinante mundo del estado sólido: la
superconductividad. UPTC. 2006
4. Brown, T. L., Lemay Jr., H. E. Química. La Ciencia Central.
Ed. Pearson Education. 2002.
5. Chung, Yip-wah, Introduction to materials science and
engineering. CRC Press, 2007
6. Sears, F. W., Zemansky, M. W., Física Universitaria. Ed.
Pearson Education. 2001.
7. Morrison R.T y Boyd R.N., Química Orgánica, 5º ed.,
Addison-Wesley Iberoamericana, U.S.A, 1990.
8. Callister W.D., Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los
materiales. University of Utah, Salt Lake City, EE.UU. Tercera
edición. 1996.
9. González-Viñas, Wenceslao y Manzini Hector. Ciencia de los
materiales, Editorial Ariel 2005 e-BOOK
10.
González F. Introducción a la geoquímica. Secretaría
General de la OEA. Programa Regional de desarrollo
Científico y tecnológico. Washington, D.C, 1982
11.
Krauskopf KB. and Bird D:K. Introduction to
geochemistry. McGraw-Hill,1995
CRONOGRAMA DE LA ASIGNATURA QUIMICA DE MATERIALES
Estrategia
Semana
Fecha
Tema a Tratar
pedagógica
1
Semana del 23
Materiales clasificación, relación de las Discusión académica,
de julio
propiedades de los materiales con la desarrollo de taller y
composición, estructura, entorno y examen corto
método de producción. Manejo de
unidades.
2
Semana del 30
El átomo. Peso molecular. Definición de Discusión académica,
de julio
mol
y
número
de
Avogadro. desarrollo de taller y
Configuración
electrónica.
Tabla examen corto
periódica. Composición de Mezclas.
Orbítales atómicos, hibridación
y
orbitales moleculares.
3
Semana del 6
Tipos de enlaces químicos: iónico, Discusión académica,
de agosto
covalente y metálico y su relación con desarrollo de taller y
la conductividad eléctrica y calórica
examen corto
4
Semana del 13
Fuerzas secundarias (fuerzas de Van Discusión académica,
de agosto
der Walls, puentes de hidrógeno) y su desarrollo de taller y
relación con las temperaturas de fusión examen corto
5
Semana del 20
de agosto
6
Semana del 27
de agosto
Semana del 3
de septiembre
7
8
Semana del 10
de septiembre
9
Semana del 17
de septiembre
Semana del 24
de septiembre
10
11
Semana del 1
de octubre
Semana del 8
de octubre
12
Semana del 15
de octubre
13
Semana del 22
de octubre
14
Semana del 29
de octubre
15
Semana del 5
de noviembre
16
Semana del 12
de noviembre
17
Semana del 19
de noviembre
Semana del 26
de noviembre
18
y ebullición. Tipos de sólidos
Estructuras cristalinas y amorfas.
Estudio de la estructura cristalina
común en metales. Cálculo de la
densidad a partir del modelo cristalino.
Proceso de solidificación de metales
Primer parcial
Discusión académica,
desarrollo de taller y
examen corto
Sesión de ejercicios y
examen escrito
Proceso de solidificación de metales y Discusión académica,
su efecto sobre las redes cristalinas y desarrollo de taller y
las propiedades mecánicas (ductilidad y examen corto
fragilidad)
de
los
metales:
imperfecciones.
Disoluciones acuosas. Unidades de Discusión académica,
concentración.
desarrollo de taller y
examen corto
SEMANA DE REFLEXIÓN
Equilibrio químico.
Chatelier.
Principio de Le Discusión académica,
desarrollo de taller y
examen corto
Ácidos y bases. Electrolitos. Definición Sesión de ejercicios y
y cálculo del pH. Equilibrios en solución. examen escrito
Ejercicios de refuerzo
Discusión académica,
Segundo Parcial
desarrollo de taller y
examen corto
Oxidación y corrosión de metales,
corrosión electroquímica.
Ley de Nernst.
Velocidad de corrosión. Tipos de Discusión académica,
corrosión y métodos de inhibición de la desarrollo de taller y
corrosión
examen corto
Soluciones coloidales. Definición de Discusión académica,
Potencial Z
desarrollo de taller y
examen corto
Exposiciones de
Materiales de construcción empleados
estudiantes
en obras civiles con bajo impacto
ambiental
Exposiciones de
Materiales de construcción empleados
estudiantes
en obras civiles con bajo impacto
ambiental
Ejercicios de refuerzo
Sesión de ejercicios
Tercer Parcial
Examen escrito
ASPECTOS POR EVALUAR Y FORMAS DE EVALUACIÓN
Dos parciales (cada uno 20%)
= 40%.
Examen final
= 20%
Exámenes cortos
= 20%.
Exposición (poster y presentación)
= 20%__
100%