SILABO
I. DATOS GENERALES
1. Nombre de la Asignatura : QUÍMICA AMBIENTAL
2. Carácter : Obligatorio
3. Carrera Profesional : Ingeniería Ambiental
4. Código : IA0305
5. Semestre Académico : 2014 – I
6. Ciclo Académico : Tercero
7. Horas de Clase : 02 Teoría y 04 Práctica
8. Créditos : 04
9. Pre – Requisito : Química General
II. SUMILLA
Química Ambiental es un curso de naturaleza teórico-práctico. Describe los principios de la química del agua, los principios de la química atmosférica básica, y los principios de la química del suelo. Demuestra la importancia y presencia de la química detrás de los retos actuales de los componentes de nuestro medio ambiente: aire, suelo y aire.
El curso profundiza en la comprensión de los vínculos e interacciones de los tres componentes medioambientales, las relaciones cualitativas y cuantitativas del comportamiento de los contaminantes, así como los conceptos y principios que permitan comprender la problemática de la contaminación ambiental, el impacto ambiental y las diversas alternativas de remediación
III. COMPETENCIA
Experimenta, aplica y domina la teoría y la práctica, conceptos básicos y avanzados de la química ambiental, desarrollando una capacidad competente para enfrentar la problemática medioambiental y buscar soluciones sobre sólidas bases científico-técnicas.
Domina y aplica el monitoreo de contaminantes en muestras de agua, suelo y aire, así como su conservación, desarrollo de controles de calidad e investigación relacionada con los diversos aspectos de la química ambiental, obteniendo los conocimientos básicos de química requeridos para una sólida formación del Ingeniero Ambiental capaz de poder enfrentar los complejos problemas ambientales en el mundo actual.
IV. PROGRAMACIÓN TEMÁTICA PRIMERA UNIDAD
“INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA AMBIENTAL”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Conoce los fundamentos y conceptos de la Química Ambiental.
2. Reconoce y toma conciencia acerca de los problemas ambientales actuales del Perú y el mundo.
3. Identifica los retos y desafíos actuales que debe enfrentar el Ingeniero Ambiental, así como de la necesidad de vastos conocimientos científicos.
4. Profundiza y resuelve problemas relacionados con la química orgánica e inorgánica base de la química ambiental.
5. Participa activamente en el análisis y control de calidad de muestras de agua de la UNTECS.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
01
Química ambiental.
Conceptos fundamentales.
Desafíos actuales de la química ambiental.
Problemas del medio ambiente y su relación con la química ambiental.
Define química
ambiental y las esferas que conforman el ambiente.
Describe los problemas actuales del medio ambiente y su relación con la química ambiental.
Describe y analiza la situación actual del medio ambiente en el Perú.
Evaluación de entrada del curso de Química.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos, preguntas, solución de problemas.
Análisis grupal de videos relacionados con el tema:
1.Calentamiento Global, 2. Oscurecimiento Global.
Resolución de problemas por el alumno.
Practica Nº 01:
Entrenamiento en el manejo de equipos y materiales de
laboratorio de química ambiental.
02
Bases de química orgánica e
inorgánica de la química ambiental Ciclos de la materia.
Describe los conceptos estructurales de química orgánica e inorgánica, relacionándolos con la química ambiental.
Describe y relaciona los ciclos de la materia con la química orgánica e inorgánica.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos, preguntas, solución de problemas.
Manejo de Modelos de Estructura química:
Análisis y construcción de estructuras químicas.
Práctica Nº 02:
Análisis físico del agua: color, olor, sabor, aspecto, sólidos totales, temperatura, conductidady turbidez.
03
Bases de química orgánica e
inorgánica de la química ambiental Contaminación ambiental de origen orgánico e inorgánico.
Reconoce y describe la contaminación
ambiental y su relación con la química orgánica e inorgánica.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas, solución de problemas
Práctica Nº 03.Análisis químico de agua: determinación de pH, acidez y alcalinidad.
SEGUNDA UNIDAD
“HIDROSFERA”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Reconoce y analiza las diversas propiedades físico-químicas del agua.
2. Conoce y aplica las etapas del ciclo hidrológico del agua.
3. Interioriza la importancia del agua y sus usos.
4. Reconoce, analiza e interpreta las normas de calidad de agua.
5. Participa activamente en la aplicación de los controles de calidad a muestras provenientes de la UNTECS.
6. Identifica los contaminantes del agua.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
04
Propiedades del Agua
Propiedades físico-químicas del agua.
Ciclo hidrológico del agua.
Analiza y diferencia las propiedades físico-químicas del agua.
Relaciona las propiedades del agua con los fenómenos de la naturaleza.
Describe el ciclo hidrológico global, distribución y suministro del agua.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución en forma grupal de problemas sobre propiedades del agua y el ciclo hidrológico, utilizando simulaciones.
Práctica Nº 04:
Determinación de Oxígeno Disuelto (OD), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) y Dureza de Calcio.
05
Calidad y
Contaminación del Agua
Usos del agua.
Estándares de Calidad.
Contaminación del agua.
Define calidad de agua.
Describe y diferencia la clasificación de los usos del agua y los estándares de calidad.
Describe y aplica el fundamento físico-químico de los parámetros de calidad de agua a la comprensión de la química ambiental del agua.
Caracteriza y analiza los contaminantes del agua.
Relaciona los parámetros de calidad de las normas oficiales y la contaminación del agua.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución en forma grupal de problemas sobre propiedades del agua y el ciclo hidrológico, utilizando simulaciones.
Práctica Nº 05:
Demanda Bioquímica de Oxígeno (Cont…), Dureza de Magnesio y Dureza Total.
TERCERA UNIDAD: “ATMÓSFERA”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Reconoce y relaciona la estructura de la atmósfera y sus características físico- químicas.
2. Conoce, comprende y toma conciencia de las diferentes amenazas para la atmósfera global, sus causas y consecuencias.
3. Conoce e interpreta las normas de calidad del aire.
4. Identifica los diferentes contaminantes del aire.
5. Participa activamente en el monitoreo y evaluación de los contaminantes del aire en el distrito de Villa el Salvador.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
06
Química de la Atmósfera
Estructura y
composición de la atmósfera.
Características físico- químicas de la atmósfera.
Amenazas a la estabilidad de la atmósfera global.
Describe la estructura, composición e importancia de la atmósfera.
Describe las características físico- químicas de la atmósfera.
Analiza las diversas amenazas para la estabilidad de la atmósfera y la vida:
§ Emanaciones de gases y material particulado.
§ Lluvias ácidas.
§ Efecto invernadero.
§ Oscurecimiento global.
§ Destrucción de la capa de ozono.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor, ejemplos y preguntas solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal
Práctica Nº 06
Elaboración y prueba de cartuchos para atrapar contaminantes del aire.
07
Calidad y
Contaminación del Aire
Procesos químicos de la atmósfera.
Contaminantes de la atmósfera.
Calidad del aire.
Define los aerosoles y describe sus características físico-químicas.
Desarrolla y analiza los procesos y reacciones químicas de la atmósfera.
Describe los contaminantes de la atmósfera.
Muestra y analiza los parámetros de calidad de las normas de calidad de aire nacional e internacional.
Clase teórica:
Exposición interactiva por parte del profesor, ejemplos y preguntas solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal, seminario de problemas.
Práctica Nº 07
Muestreo del aire en Villa El Salvador empleando cartuchos de carbón activado y
determinación de hidrocarburos policíclicos aromáticos y plomo mediante Espectrofotometría UV-VIS.
08 EXAMEN PARCIAL
CUARTA UNIDAD
“GEOSFERA”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Conoce y diferencia los componentes del suelo, respecto a sus características físico- químicas
2. Identifica y comprende los fenómenos propios del suelo, su importancia y aplicaciones.
3. Participa activamente en la determinación de contaminantes de muestras de suelos provenientes del distrito de Villa El Salvador.
4. Reconoce los contaminantes del suelo SEM. CONTENIDO
TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
09
Composición del suelo Composición química Fenómenos físico- químicos
Describe la composición química de los constituyentes minerales inorgánicos del suelo.
Componentes químicos orgánicos del suelo.
Analiza y diferencia los fenómenos físico- químicos del suelo:
meteorización, sorción, intercambio iónico.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal, seminario de problemas.
Práctica Nº 08:
Determinación de aceites, grasas y ceras en muestras de suelos contaminados.
10
Contaminació n del suelo Origen de la contaminación.
Contaminantes .
Conoce la relación entre la contaminación del aire y el agua, las actividades humanas y la geosfera.
Identifica los Contaminantes del suelo, su clasificación,
origen y
características.
Clase teórica: Exposición interactiva por el profesor ,ejemplos y preguntas, solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución de problemas trabajo individual y grupal, seminario de problemas.
Práctica Nº 09:
Determinación del contenido de plomo en suelos de Villa El Salvador mediante Espectrofotometría UV-VIS.
QUINTA UNIDAD: “BIOSFERA”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Conoce y toma conciencia acerca de las fuentes que generan agresión química en la Biosfera.
2. Participa activamente en la búsqueda y registro de las posibles fuentes de contaminación en el distrito de Villa el Salvador.
3. Analiza y discute artículos científicos de estudios medioambientales.
4. Desarrolla estudios cuantitativos de contaminantes aplicando metodologías espectroscópicas clásicas.
5. Identifica las zonas que requieren el desarrollo de trabajos de remediación en el cono sur de Lima.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
11
Biosfera
GeneralidadesCom posición.
Producción de alimentos. Ciclo del nitrógeno.
Control de plagas.
Contaminación y toxicología.
Conoce las diversas Interacciones de la biosfera con las cuatro esferas restantes.
Identifica los componentes de la biosfera.
Agresión química a la biosfera y sus consecuencias en los seres vivos.
Analiza, discute y presenta un artículo científico acerca de la contaminación en el Perú.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor,análisis de las problemáticas actuales de la biosfera en el mundo.
Práctica dirigida:
Soluciones preventivas sostenibles para evitar la contaminación de la biosfera.
Trabajo grupal acerca del diagnóstico y desarrollo de senso de las posibles fuentes de contaminantes en Villa El Salvador.
Práctica Nº 10:
Determinación de plomo mediante Espectrofotometría UV-VIS en sedimentos urbanos de Villa El Salvador.
12
Contaminación Agresión química a la biosfera y sus consecuencias para los seres vivos.
Tecnologías de Remediación.
Conoce y debate las diversas fuentes de agresión química a la biosfera y sus consecuencias.
Analiza y compara las tecnologías de remediación.
Elabora un trabajo de investigación acerca de la contaminación del aire, el suelo o el agua en el cono sur de Lima, ubicando en un mapa la zona afectada y las tecnologías de remediación que se deben aplicar.
Clase teórica: Exposición interactiva por el profesor, análisis de las problemáticas actuales de la biosfera en el mundo.
Práctica dirigida: Soluciones preventivas sostenibles para evitar la contaminación de la biosfera.
Trabajo grupal (03 alumnos) con exposición evaluativa.
Práctica Nº 11:
Determinación de hidrocarburos policíclicos aromáticos mediante Espectrofotometría UV- VIS en sedimentos urbanos de Villa El Salvador.
SEXTA UNIDAD: “ANTROPOSFERA”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Conoce los principios de la Ingeniería Ecológica y los aplica a escala de laboratorio, desarrollando un proceso industrial ecológico.
2. Conoce el ciclo de los materiales y la necesidad del reciclado.
3. Analiza e interioriza la importancia y necesidad de avanzar en la aplicación de la industrialización ecológica.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
13 Antroposfera Generalidades Ecología industrial
Impactos ambientales. Ciclo de vida de los materiales.
Química verde. Ingeniería verde.
Define la antroposfera y su relación con otras esferas ambientales.
Analiza los impactos ambientales derivados de la ecología industrial fuente de contaminantes.
Identifica y profundiza la aplicación de los doce principios de la ingeniería Verde oEcológica.
Muestra y explica los últimos avances de la química verde base de la Ingeniería Ecológica.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas
Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal.
Práctica Nº 12:
Desarrollo de un proceso industrial ecológico (verde) a escala de laboratorio.
SEPTIMA UNIDAD
“ANÁLISIS QUÍMICO AMBIENTAL”
COMPETENCIA ESPECÍFICA
1. Desarrolla y profundiza en las metodologías y protocolos de muestreo y conservación de muestras ambientales.
2. Conoce las diferentes metodologías de análisis de muestras ambientales.
3. Aplica las metodologías físico-químicas clásicas y la Espectrofotometría UV-VIS en el desarrollo de monitoreos ambientales.
4. Conoce, desarrolla y aprende el manejo de la elucidación estructural de los métodos espectroscópicos avanzados utilizando simulaciones y material genuino de solución a problemas ambientales.
5. Analiza y procesa información publicada en artículos científicos en temas ambientales.
SEM. CONTENIDO TEMÁTICO
PROCEDIMIENTOS
Y ESTRATEGIAS ACTIVIDADES
14
Toma de Muestra Muestreo de agua, suelo y aire.
Conservación de muestras.
Análisis de Muestras
Métodos físico- químicos clásicos.
Métodos
Espectroscópicos Clásicos.
Define
Reconoce y diferencia los métodos de toma y conservación de muestras.
Define y analiza los métodos físico-químicos clásicos (Gravimétricos- Titrimétricos).
Define y analiza los métodos Instrumentales Clásicos (Espectrofotometría UV-VIS, Espectroscopía IR)
Analiza las bandas UV- VIS e IR.
Aplica el conocimiento teórico a la solución de problemas reales.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal, seminario de problemas.
Análisis y discusión de un artículo científico de aplicación de los métodos espectroscópicos para el estudio medioambiental.
Práctica Nº 13:
Elucidación estructural de Espectroscopía Infrarroja simulada y análisis de espectros aplicado a la solución de problemáticas ambientales.
15
Análisis de Muestras
Métodos
Espectroscópicos avanzados
Define y analiza los métodos Instrumentales Avanzados:
§ Espectrometría de Masas (EM).
§ Resonancia
Magnética Nuclear (RMN).
Aplica el conocimiento teórico a la solución de problemas reales.
Clase teórica:
Exposición interactiva por el profesor ejemplos y preguntas solución de problemas Práctica dirigida:
Resolución de problemas, trabajo individual y grupal, seminario de problemas.
Práctica Nº 14:
Elucidación estructural de Espectrometría de Masas simulada y análisis de espectros aplicado a la solución de problemáticas ambientales.
16 EXAMEN FINAL
17 EXAMEN SUSTITUTORIO
V. METODOLOGIA
Métodos
Se empleará el método Inductivo – Deductivo, desarrollando clases teórico-prácticas, solución de problemas, seminarios, análisis y discusión de artículos científicos.
Al culminar el ciclo de estudios los alumnos realizarán un viaje de monitoreo e investigación ambiental a la Región de Madre de Dios, con la finalidad de aplicar los conocimientos adquiridos.
Procedimientos
Las clases son de carácter obligatorio y se desarrollan con diferentes procedimientos:
§ Exposiciones del profesor.
§ Discusión de problemáticas actuales aplicando lluvias de ideas.
§ Resolución de ejercicios y problemas con la participación individual y colectiva.
§ Participación activa de los alumnos en estudios de monitoreo ambiental como parte del entrenamiento y enseñanza de los conocimientos requeridos.
§ Viaje de Monitoreo e Investigación al término del Semestre Académico a la Región de Madre de Dios.
Técnicas
Las técnicas de exposición se realizan con ayudas de materiales educativos, audiovisuales, videos, equipo multimedia y discusión de problemas. Trabajo en equipo y por resultados.
VI. RECURSOS
ü Computadoras, Laboratorio de experimentación.
ü Pizarra, plumones, motas ü Proyector multimedia
ü Programas y videos, Separatas de laboratorio ü Simulaciones
VII. EVALUACIÓN
CRITERIOS DE CALIFICACION Y COMUNICACIÓN DE RESULTADOS
TEORIA PRACTICA Y LABORATORIO ACTITUD
Examen Parcial 25% (EP) Examen Final 25% (EF) Instrumento de
evaluación:
Examen Escrito
Practica (PP)20%
Laboratorio (PL)20%
Estrategia de evaluación:
- Prueba exploratoria
- Trabajo experimental en equipo - Elaboración de informes de
práctica
- Asistencia y puntualidad.
- Participación en clase - Seminarios
- Trabajos de investigación.
- Resolución de casos y problemas
10 %
100
10(TA) 20(PL)
20(PP) 25(EF)
25(EP)
PF + + + +
=
VIII. BILIOGRAFÍA
ü Baird C. (2009).Química ambiental. Ed. Reverté. Barcelona ü Bruice P. Y. (2010). Química orgánica. Ed. Prentice Hall
ü Cepeda Dovala J. M. (2009). Química de suelos. Ed. Trillas S. A. de C. V. México D. F.
ü Domenech X., Peral J. (2006). Química ambiental de sistemas terrestres. Ed. Reverté. Barcelona.
ü Graham Solomons T. W., FryhleC. B. Química orgánica (2010). Ed.John Wiley & Sons, Inc. Ney Jersey.
ü Harrison R. M. (1999).El medio ambiente. Introducción a la química medioambiental y a la contaminación. Ed- Acribia S. A. Zaragoza.
ü Jenkins D., Snoeyink V. L. (2004). Química del agua. Ed. Limusa S. A. de C. V. México D. F.
ü Larson R. A., Weber E. J. (1994).Reaction mechanisms in environmental organic chemistry. Ed. CRC Press LLC. Florida.
ü Manahan S. E. (2007). Introducción a la química ambiental. Reverté Ediciones S. A. de C.V.-UNAM.
México D. F.
ü Orozco Barrenetxea C., Pérez Serrano A., González Delgado Ma. N., Rodríguez Vidal F. J., Alfayete Blanco J. M. (2008).Contaminación ambiental. Una visión desde la química. Ed. PARANINFO.
CENGAGE Learning. Madrid.
ü Schwarzenbach R. P., Philip M. Gschwend P. P., Imboden D.M. (2003). Environmental organic chemistry. Ed. John Wiley & Sons, Inc. Hoboken. New Jersey.
ü Spedding D. J. (2002).Contaminación atmosférica. Ed. Reverté S. A. Barcelona.
ü Spellman F. R., Drinam J. (2004).Manual del agua potable. Ed. Acribia S. A. Zaragoza.
ü Spiro T. G., Stigliari W. M. (2007).Química medioambiental. Ed. Pearson Educación S. A. Madrid.
ü Vega de Kuiper J. C. (2007. Química del medio ambiente. Ed. Alfaomega. México D. F.
ü Wark K., Warner C. F. (2002).Contaminación del aire. Origen y control. Ed. Limusa S. A. de C. V.
México D. F.
