Plan anual de actividades académicas (2021)
Q
UÍMICA
G
ENERAL
1. Datos generales de la actividad curricular
Departamento: Ingeniería química Área:Química
Carácter: De la especialidad (Obligatoria) Régimen de dictado: Anual
Equipo docente:
Profesores: MORES, Patricia; ANGELETTI, Alberto
Auxiliares: CATALANO, Carina; FERNÁNDEZ; Rebeca; MÉNDEZ, Ma. Julia
2. Fundamentación de la materia dentro del plan de estudios
Se considera que la Química es una ciencia moderna, actual y con un enorme compromiso y potencialidad para acompañar los cambios tecnológicos que van surgiendo. Influye en la naturaleza, en la vida y en la sociedad; busca satisfacer las necesidades del hombre moderno procurándole el máximo confort. En particular, en la asignatura Química General, se realiza un estudio introductorio de la ciencia Química para iniciar al estudiante en esta disciplina. De esta manera, la asignatura tiene como función:
− Actuar como asignatura niveladora de conocimientos básicos de química entre los alumnos que ingresan a la carrera Ingeniería Química
− Adiestrar al alumno en las técnicas y destrezas necesarias en un laboratorio químico de trabajos prácticos
− Desarrollar conceptos fundamentales de la Química, que luego serán ampliados en otras asignaturas en su carrera
3. Competencias vinculadas a la asignatura
Para la descripción de este punto considerar las competencias enunciadas en el ANEXO I Libro Rojo de CONFEDI (Ver documento adjunto).
Competencias
Tecnológicas
Utilizar de manera efectiva las técnicas y herramientas de aplicación en la ingeniería.
- Ser capaz de acceder a las fuentes de información relativas a las técnicas y herramientas y de
comprender las especificaciones de las mismas.
- Ser capaz de interpretar los resultados que se obtengan de la aplicación de las diferentes técnicas y herramientas utilizadas. Específicas Sociales, políticas y actitudinales 4. Objetivos
Señalar los objetivos expresados en términos de competencias a lograr por los alumnos y/o de actividades para las que capacita la formación impartida.
Al aprobar la asignatura los alumnos deben ser capaces de:
● Interpretar y usar las leyes que rigen el comportamiento de la materia, sus mezclas y las transformaciones químicas que pueden ocurrir.
● Identificar y utilizar apropiadamente reactivos y material de laboratorio.
● Aplicar las instrucciones para realizar una práctica de laboratorio siguiendo pautas de seguridad e higiene.
● Calcular, analizar y reportar resultados, estableciendo su relación con los conocimientos teóricos.
5. Contenidos
Indicar los contenidos incluidos en el programa de la actividad curricular.
Tema 1: Estructura de la materia
Clasificación de la materia. Estados de la materia. Sustancias puras. Elementos. Compuestos. Mezclas. Propiedades de la materia. Cambios físicos y químicos. Separación de mezclas homogéneas y heterogéneas.
Tema 2: Átomos, moléculas y iones
Teoría atómica. Estructura del átomo: el electrón, el protón, el neutrón, el núcleo. Número atómico, número de masa e isótopos. La tabla periódica. Moléculas y compuestos moleculares. Iones y compuestos iónicos. Fórmulas químicas. Nomenclatura de los compuestos iónicos y moleculares.
Tema 3: Relaciones de masa en las reacciones químicas
Masa atómica, masa atómica promedio. El mol. Número de Avogadro y masa molar de un elemento. Masa molecular. Composición porcentual de los compuestos. Determinación experimental de fórmulas empíricas.
Reacciones químicas y ecuaciones químicas. Cantidades de reactivos y productos. Reactivo limitante. Rendimiento de una reacción.
Tema 4: Estructura electrónica de los átomos
Mecánica cuántica: orbitales atómicos y números cuánticos. Configuración electrónica. Principio de exclusión de Pauli. Regla de Hund. Configuraciones electrónicas y tabla periódica. Variaciones periódicas de las propiedades físicas: carga nuclear efectiva, radio atómico, radio iónico. Energía de
ionización. Afinidad electrónica.
Tema 5: Enlaces químicos
Enlaces químicos, símbolos de puntos de Lewis y la regla del octeto. Enlace iónico. Energía reticular de los compuestos iónicos. Enlace covalente. Electronegatividad y polaridad de los enlaces. Escritura de las estructuras de Lewis. Excepciones de la regla del octeto: octeto incompleto, octeto expandido. Comparación de las propiedades de los compuestos iónicos y los compuestos covalentes. Geometría molecular. Teoría de repulsión de los enlaces de valencia. Forma y polaridad de las moléculas. Momento dipolar.
Tema 6: Gases
Características de los gases. Presión de un gas. Leyes de los gases: Boyle, Charles-Gay Lussac, Avogadro. Ecuación del gas ideal. Ley de Dalton de las presiones parciales. Estequiometría con gases. Teoría cinética molecular de los gases. Aplicación a las leyes de los gases. Gases reales. Desvío del comportamiento ideal. La ecuación de van der Waals.
Tema 7: Líquidos y sólidos
Teoría cinética molecular de líquidos y sólidos. Fuerzas intermoleculares: dipolo-dipolo, dipolo-dipolo inducido y de dispersión. Puente de hidrógeno. Líquidos: tensión superficial, viscosidad. Estructura y propiedades del agua. Sólidos. Estructura cristalina. La celda unitaria. Tipos de cristales: iónicos, covalentes, moleculares, metálicos. Sólidos amorfos.
Tema 8: Equilibrio de fases
Cambios de fases. Equilibrio de fases: líquido-vapor, líquido-sólido, sólido-vapor. Presión de vapor. Temperaturas de cambio de fase. Curvas de calentamiento. Calores de cambio de fase. Calores sensibles. Diagramas de fases (P-T). Temperatura y presión críticas. Punto triple. Diagramas P-T del CO2 y el H2O. Diagramas P-v. Isotermas de Andrews.
Tema 9: Termoquímica
Naturaleza y tipos de energía. Sistema y entorno. Trabajo y calor. Energía interna. Primer principio de la termodinámica. Trabajo PV. Entalpía. Cambios de energía en las reacciones químicas: reacciones endotérmicas y exotérmicas, ecuaciones termoquímicas, entalpía de reacción, comparación entre variación de energía interna y variación de entalpía. Calorimetría: calor específico y capacidad calorífica, calorimetría a volumen constante, calorimetría a presión constante. Entalpía estándar de formación y de reacción: método directo, ley de Hess.
Tema 10: Propiedades físicas de las disoluciones
Tipos de disoluciones. Unidades de concentración. Efecto de la temperatura en la solubilidad. Efecto de la presión en la solubilidad de los gases. Propiedades coligativas de las soluciones de no electrolitos: disminución de la presión de vapor, aumento ebulloscópico, descenso crioscópico, ósmosis. Empleo en la determinación de masas molares. Coloides.
Tema 11: Electroquímica
Reacciones redox. Método del ión-electrón. Reacciones en medio ácido, básico y neutro. Estequiometría redox. Celdas galvánicas. Potenciales estándar de reducción. Agentes oxidantes y reductores. Espontaneidad de las reacciones redox. Electrólisis: del agua, de sales fundidas. Aspectos cuantitativos de la electrólisis. Leyes de Faraday.
Tema 12: Cinética química
La ley de velocidad: órdenes de reacción, efecto de la variación de la concentración en la velocidad de reacción. Constantes de velocidad y su dependencia con la energía de activación y la temperatura: teoría de las colisiones, energía de activación. Catálisis: homogénea, heterogénea, enzimática. Factores que influyen en la velocidad de reacción.
Tema 13: Equilibrio químico
El concepto de equilibrio y la constante de equilibrio. Ley de acción de masas. Relación entre Kc y Kp. Magnitud de las constantes de equilibrio. Unidades. Equilibrios homogéneos y heterogéneos. Equilibrios múltiples. Escritura de las expresiones de la constante de equilibrio. Factores que afectan el equilibrio químico: cambios de concentración de reactivos o productos, cambios de volumen y presión, cambios de temperatura, catalizadores.
Tema 14: Equilibrio ácido y base
Propiedades ácido base del agua. Producto iónico del agua. Escala de pH. Fuerza de los ácidos y las bases. Ácidos débiles y la constante de ionización de un ácido. Bases débiles y la constante de ionización de una base. Relación entre las constantes de ionización y sus bases conjugadas. Propiedades ácido base de las sales, hidrólisis. Ácidos y bases de Lewis.
6. Distribución de carga horaria
Completar el siguiente cuadro con las actividades con carga horaria significativa exceptuando las actividades ocasionales que no resulten sustanciales para el desarrollo de la actividad curricular (conferencias, prácticas no sistemáticas o no obligatorias, fichado de material bibliográfico u otras).
Carga horaria total
Formación Teórica 80
Ejercitación de aula (problemas tipo de ingeniería) 40
Formación experimental 40
Actividades de Proyectos y diseño
Resolución de problemas abiertos de ingeniería
Sumatoria 160
7. Descripción de las actividades teóricas y prácticas
Describir brevemente la actividad curricular, las tareas a realizar por docentes y alumnos y los materiales didácticos, guías, esquemas, lecturas previas, otros que se requieran para desarrollarla.
La asignatura consta de formación teórica, formación experimental (prácticas de laboratorio / aula virtual) y resolución de problemas de solución única. Las 160 horas cátedra de la asignatura se distribuyen, aproximadamente en 40 horas de ejercitación de aula, 80 horas de teoría y 40 de trabajos prácticos de laboratorio.
Durante el desarrollo de las clases teóricas se complementa el uso del pizarrón con el empleo de medios audiovisuales (o clases virtuales sincrónicas y asincrónicas en su defecto). Se utilizan además, distintos recursos didácticos tales como: bibliografía básica, guías de problemas, material de apoyo virtual, etc. Se realizan actividades individuales y grupales de discusión, así como resolución de ejercicios relacionados con la especialidad y que integran diversos temas de la asignatura. Para las actividades asincrónicas, se propone un uso activo del aula virtual, aplicaciones móviles gratuitas, videos educativos disponibles en diferentes páginas web y elaborados por los docentes de la asignatura para todos contenidos tanto teóricos como ejercicios de aplicación, entre otras opciones.
Las guías de ejercitación para los distintos temas desarrollados, contemplan tanto la realización en clase (individual y/o grupal) como el trabajo autónomo del alumno. En las mismas se incluyen los siguientes temas:
● Uniones químicas
● Fórmulas químicas: óxidos, peróxidos, hidróxidos, hidruros, ácidos, sales neutras, ácidas y básicas.
● Cantidades químicas: mol, volumen molar, número de Avogadro, masa molar
● Estequiometría, cálculos de rendimiento, purezas e impurezas, exceso y defecto
● Soluciones: cálculo de concentración, estequiometría, dilución, propiedades coligativas.
● Termoquímica
● Reacciones redox: medio ácido, medio básico, estequiometría
● Electroquímica
● Equilibrio ácido-base
Por otra parte, los alumnos realizan prácticas en el laboratorio de Química General para favorecer el proceso de aprendizaje y desarrollo de habilidades procedimentales. Los trabajos prácticos que se desarrollan son:
● Prácticas seguras en el laboratorio químico
● Material de laboratorio. Reconocimiento, descripción y manejo
● Determinación de la densidad de líquidos
● Determinación del punto fusión y ebullición de sustancias puras ● Reacciones químicas. Enlaces químicos.
● Precipitación y filtración
● Soluciones valoradas (solución ácida, solución básica)
● Determinación del contenido de ácido acetil salicílico en aspirina y determinación del grado de acidez de un vinagre
● Reacciones redox
● Volumetría redox
● Electroquímica: electrólisis del agua, pila de Daniels, cobreado de objetos
8. Metodologías de enseñanza
Listar las estrategias didácticas empleadas para garantizar la adquisición de conocimientos, competencias y actitudes en relación con los objetivos. Especificar cuáles son las estrategias implementadas para generar hábitos de autoaprendizaje.
La metodología de trabajo está basada en el desarrollo y fortalecimiento del vínculo docente - alumno y de los alumnos entre sí estimulando la cooperación, entendiendo esta modalidad como una operación compartida y fundada en la producción social del conocimiento. Esto conlleva a un mayor aprovechamiento individual de las experiencias, observaciones y conocimientos del grupo. Para mejorar la interpretación temática se informa anticipadamente a los alumnos la programación a desarrollar para permitirles que tomen conocimiento de los contenidos con antelación al momento del desarrollo de las clases, a través de las guías de estudio de la cátedra y de la bibliografía propuesta.
El profesor expone y explica los lineamientos y contenidos teóricos, ejemplifica, da lugar a la participación activa de los estudiantes por medio de sus opiniones e inquietudes, favoreciendo los espacios de discusión y el intercambio de ideas. A continuación, se realizan actividades de aplicación y/o verificación práctica, resolución de ejercicios y problemas. En esta instancia se estimula la producción del trabajo grupal. Tanto en el aula como fuera de ella se propone el empleo de diferentes instrumentos en línea (simuladores sencillos, cuestionarios on-line, etc.) para favorecer la compresión y complementar los temas desarrollados.
Se realizan trabajos prácticos en el laboratorio, con el objeto de lograr destreza en el uso del material de laboratorio, estimular la observación, la experimentación, la colección de datos, la deducción y la formulación de conclusiones, convocándolos de esta manera a reforzar aprendizajes y transitar la aplicación del método científico de investigación. Se pone especial atención y cuidado en la enseñanza de los riesgos que existen en el trabajo en el laboratorio y los medios y modos de la prevención de los accidentes.
Las clases de laboratorio tienen carácter obligatorio. Los alumnos cuentan con guías de trabajos prácticos elaborados para tal fin, en las que se incluyen objetivos, fundamentos teóricos, técnica operatoria, y los datos que deben colectar para elaborar los informes. Para su realización, se conforman grupos de trabajo que oscilan entre 3 y 6 personas.
Las actividades, grupales y/o individuales, representan un desafío para el alumno y un compromiso para su propio aprendizaje. De esta manera, se favorece tanto la autoevaluación como el trabajo grupal motivando al alumno a la búsqueda y análisis de la información, al refuerzo de contenidos teóricos, a visualizar ideas abstractas, y a sugerir aplicaciones de la teoría al mundo real, etc. En particular, desde el punto de vista didáctico, el uso de simuladores sencillos y la visualización de videos online (entre otros) facilitan el proceso de enseñanza aprendizaje pues permite centrar la atención en la comprensión del fenómeno bajo estudio. Conjuntamente, el empleo de editores de texto para la elaboración de informes, en los que se deben plasmar, en forma concreta, la fundamentación teórica y el análisis de los resultados del trabajo experimental, potencia el desarrollo de la comunicación escrita.
Los alumnos cuentan con instancias de consultas durante todo el año en días, horarios y lugar comunicados formalmente.
9. Evaluación
Describir las formas de evaluación, requisitos de promoción y condiciones de aprobación de los alumnos (regulares y libres) fundamentando brevemente su elección. Indicar si se anticipa a los alumnos el método de evaluación y cómo acceden estos a los resultados de sus evaluaciones como complemento de la enseñanza.
Se aplica un sistema de evaluación continua e integral, realizando el seguimiento del alumno en cada instancia, tomando en cuenta diversos aspectos de su desempeño durante el cursado. Se consideran los siguientes instrumentos:
a. Resolución de problemas de manera individual y grupal con presentación y discusión de algunos problemas seleccionados.
b. Actividades virtuales de autoevaluación (obligatorias) sobre las diferentes temáticas incluyendo cuestionarios de los trabajos prácticos de laboratorio, formulación, teoría y ejercicios de aplicación.
c. Exámenes parciales escritos cuyos temas versarán sobre los contenidos abordados durante las clases de teoría y práctica. Específicamente, se toman dos instancias de evaluación formal al año que incluyen preguntas relacionadas a los trabajos prácticos de laboratorio y las bases teóricas que los fundamentan, formulación y nomenclatura de compuestos, ejercicios de aplicación y fundamentación teórica con diferentes grados de dificultad y ejercicios de resolución de problemas de solución única. De acuerdo a la reglamentación vigente, se proponen al menos dos instancias de recuperación para alcanzar el derecho a examen final (regularidad) y una para la aprobación directa de la asignatura.
d. Evaluación formativa de las habilidades adquiridas en el manejo básico de laboratorio. e. Elaboración de informes técnicos con los resultados y conclusiones de los trabajos prácticos de laboratorio. Los mismos serán corregidos sucesivamente hasta que se alcancen los objetivos para su aprobación (evaluación formativa).
Según los resultados de aprendizaje alcanzados, el alumno podrá aprobar la asignatura en forma directa, regularizar o quedar libre según los siguientes lineamientos:
Requisitos de aprobación de la asignatura:
I. Para acceder a la aprobación directa el alumno deberá:
b. Realizar al menos el 75% de las actividades de formación práctica en el laboratorio y aprobar los informes de los trabajos prácticos.
c. Aprobar cada instancia de evaluación sumativa con una nota igual o superior a 6 (seis). d. Habiendo cumplido los puntos Ia y Ib, si en una de las dos instancias de evaluación sumativa tuviera una calificación mayor o igual a 4 y menor a 6, podrá realizar el recuperatorio correspondiente para acceder a la aprobación directa.
II. Para acceder a examen final (regular) el alumno deberá:
a. Realizar al menos el 75% de las actividades de formación propuestas en el campus.
b. Realizar al menos el 75% de las actividades de formación práctica en el laboratorio y aprobar los informes de los trabajos prácticos.
c. Aprobar cada instancia de evaluación sumativa con una nota igual o superior a 4 (cuatro) y menor a 6 (seis).
d. Habiendo cumplido los puntos IIa y IIb, si en una o ambas instancias la nota alcanzada es menor a 4, podrá realizar el/los correspondiente/s recuperatorio/s.
e. Si no alcanza los objetivos mínimos en uno o ambos recuperatorios, deberá realizar un examen integrador en febrero del ciclo lectivo correspondiente. En caso de no aprobar esta última instancia, quedará en la condición de alumno libre.
A continuación, se detallan las fechas de las instancias de evaluación formal y sus recuperatorios.
Actividad Fecha
Primera instancia de evaluación 08/07/2021
Segunda instancia de evaluación 19/11/2021
Recuperatorio de la primera instancia de evaluación 03/12/2021
Recuperatorio de la segunda instancia de evaluación 17/12/2021
3° recuperatorio para regularizar (integrador) 11/02/2022
Las evaluaciones relativas a las prácticas de laboratorio quedan supeditadas a la realización presencial del contenido mínimo que se detalla a continuación, y que es requisito excluyente para la aprobación de la asignatura.
● Seguridad en el Laboratorio.
● Material de laboratorio. Reconocimiento, descripción y manejo ● Precipitación y filtración.
● Soluciones valoradas (solución ácida, solución básica) ● Determinación del grado de acidez de un vinagre
La calificación final será una ponderación de las instancias de evaluación considerando todos los aspectos previamente mencionados.
En el examen final, los alumnos deben aprobar nomenclatura y formulación, luego acceden a la etapa de resolución de problemas y preguntas sobre los trabajos prácticos de laboratorio para finalmente, desarrollar los conceptos teóricos. En el examen de teoría los alumnos responden preguntas en forma oral y escrita.
10. Articulación horizontal y vertical con otras materias
Se propone la realización de reuniones con docentes de las asignaturas Química Orgánica, Química Inorgánica, Integración I y II y Físico-química que son las que fundamentalmente se relacionan con los contenidos dictados en la asignatura.
Específicamente, se prevén reuniones con los docentes de la asignatura Integración I (articulación horizontal), pues se trabajan de manera conjunta los conceptos relacionados con la formulación de compuestos y las cantidades químicas. De forma similar, se define al menos un encuentro con los responsables de Química Inorgánica para definir los alcances y realización de trabajos prácticos de los contenidos mínimos comunes: estructura de la materia, uniones químicas, cinética química y termoquímica.
11. Bibliografía
Detallar la bibliografía. En el caso de libros especificar el título, los autores, la editorial y el año de edición e indicar en el cuadro la cantidad de ejemplares disponibles para los alumnos en la biblioteca y los años de sus ediciones.
✔ Química. La ciencia básica. Reboiras, Miguel Angel. Thomson Editores, 2006 (*3 ejemplares) ✔ Química. Chang, Raymond. Editorial Mc Graw Hill, 10º Ed., 2010 (*2 ejemplares)
✔ Química. La ciencia central. Brown, T.; Lemay, H. E.; Bursten, B.; Murphy, C. Prentice Hall Hispanoamericana. 11º ed., 2009 (*3 ejemplares).
✔ Química General. Whitten, K.; Davis, R.; Peck, M. Mc Graw Hill, 8º Ed., 2008 (*1 ejemplar) * Disponible en la biblioteca para uso de los alumnos.
12. Cronograma estimado de clases
Fecha Actividad Pri mer cua trim estr e Semana 01 No corresponde
Semana 02 Presentación. Uso del campus. Examen diagnóstico. Semana 03
Tema 1: Estructura de la materia. Tema 2: Átomos, moléculas e iones. Tema 3: Reacciones químicas.
Semana 04 Tema 2: Fórmulas químicas. Óxidos; peróxidos; hidruros; hidróxidos. Semana 05 Tema 2: Fórmulas químicas. Oxoácidos.
Semana 06 Tema 2: Fórmulas químicas. Meta, piro y orto-ácidos; ácidos derivados de elementos anfóteros, ácidos derivados de óxidos anfóteros.
Semana 07 Tema 2: Fórmulas químicas. Sales
Semana 08 Tema 3: Cantidades químicas. Ejercitación Semana 09 Actividad de autoevaluación: fórmulas químicas.
Tema 3: Estequiometría. Rendimiento. Ejercitación.
Semana 10 Tema 3: Estequiometría. Pureza e impurezas. Reactivo limitante. Ejercitación. Semana 11 Tema 4: Estructura electrónica de los átomos.
Tema 5: Enlaces químicos. Semana 12 Tema 6: Gases. Ejercitación. Semana 13 Tema 6: Gases. Ejercitación.
Semana 14 Tema 9: Termoquímica. Ejercitación.
Semana 15 Tema 7: Fuerzas intermoleculares, líquidos y sólidos. Semana 16 Tema 8: Equilibrios de fases.
Semana 17 1° Evaluación Parcial
Se gu nd o cu atr im es tre
Semana 18 Tema 10: Soluciones. Unidades físicas de concentración. Ejercitación. Semana 19 Tema 10: Soluciones. Unidades químicas de concentración. Ejercitación. Semana 20 Tema 10: Soluciones. Estequiometría. Ejercitación.
Semana 21 Tema 10: Propiedades coligativas. Ejercitación.
Semana 22 Tema 11: Reacciones de óxido-reducción. Ejercitación. Semana 23 Tema 11: Reacciones de óxido-reducción. Ejercitación. Semana 24 Tema 11: Pilas.
Semana 25 Tema 11: Electrólisis. Ejercitación. Semana 26 Tema 11: Electrólisis. Ejercitación. Semana 27 Tema 12: Cinética química. Semana 28 Tema 13: Equilibrio químico.
Semana 29 Tema 14: Equilibrio iónico. Ejercitación. Semana 30 Tema 14: Equilibrio iónico. Ejercitación. Semana 31 Prácticas seguras en laboratorio químico.
Semana 32 Material de laboratorio. Descripción. Identificación. Técnicas básicas. Semana 33
Precipitación y filtración.
Soluciones valoradas (solución ácida, solución básica). Determinación del grado de acidez de un vinagre.
13. Clases de consulta
Las clases de consulta se realizan en el laboratorio de Química General (tercer piso) todos los jueves previos a cada semana de examen (de 18:30 a 20:00 hs). En el caso de virtualidad, el link y el horario estarán disponibles en el campus virtual.
14. Observaciones
No corresponde
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