FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES.

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1 FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES. MATERIA : 26066: Química PRERREQUISITO: CORREQUISITO: 08272: Algebra y Funciones 11267: Laboratorio de Química PROGRAMAS : Ingeniería Industrial PERÍODO ACADÉMICO : 162 INTENSIDAD SEMANAL: 4 Horas / Semana DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA En esta materia se tratan los conceptos químicos fundamentales con el enfoque de los procesos industriales. Se analizara como aplican los conceptos químicos en la toma de decisiones de un ingeniero industrial. Se tratan temas de actualidad y avances científicos que tengan que ver con la química y la importancia de los mismos en el mundo industrial. OBJETIVOS Al finalizar el curso el estudiante estará en capacidad de identificar, asimilar y aplicar los conceptos básicos de la química con una orientación especifica al campo de la ingeniería Industrial. Podrá tomar decisiones en situaciones donde las variables químicas afecten el comportamiento de los sistemas productivos. A nivel cognitivo: Conocer los conceptos y procesos químicos básicos. Saber cómo se aplican los conceptos en empresas productivas o de servicios que tienen que ver con aspectos de la química y en procesos en la industria química o farmacéutica. Identificar los elementos de medición y control de las variables químicas. Cuales son las principales fuentes de información para hacer investigaciones o para ampliar elementos conceptuales necesarios en trabajos de ingeniería industrial. A nivel de desarrollo de habilidades profesionales: Por los temas tratados y su metodología, la materia de química desarrolla las siguientes habilidades profesionales: Conceptualización, pensamiento crítico, capacidad de abstracción, adaptación al cambio, pensamiento holístico, presentaciones efectivas, enfoque de trabajo en un mundo globalizado y habilidades investigativas. A nivel de valores: A través de nuestra actuación se reafirmarán e inculcarán a los estudiantes valores tales como: Responsabilidad, integridad, honestidad, autonomía, respeto por otros y respeto por la naturaleza. METODOLOGÍA El proceso de enseñanza - aprendizaje estará centrado en la utilización de metodologías activas, buscando que el estudiante sea protagonista de su propio 1

2 aprendizaje y el rol del profesor será de un guía, tutor y orientador de dicho proceso. Se trabajará con talleres, casos, foros, debates, proyectos de Investigación, tópicos especiales y lecturas complementarias que debe preparar de forma previa el estudiante. CONTENIDO 1. Átomos, moléculas e iones. (2 Sesiones) Objetivo: Reforzar las bases de la Teoría Atómica para ser aplicados posteriormente en el desarrollo del curso. 1.1 Introducción al estudio de la química, la importancia de la química 1.2 Teoría atómica 1.3 La estructura del átomo 1.4 Número atómico 1.5 Moléculas e iones 1.6 Concepto de mole 1.7 Numero de Avogadro. 2. Introducción al estudio de la química, cálculos unitarios, estequiometria. (6. Sesiones) Objetivos: Preparar al ingeniero industrial para manejar procesos logísticos en una empresa con procesos químicos alrededor de la aplicación de reacciones químicas. 2.1 La Química del Siglo XXI. 2.2 La materia y sus características 2.3 Densidad. 2.4 Temperatura y efectos de la misma 2.5 Diferentes tipos de Concentraciones 2.6 Reacciones químicas. 2.7 Reactivo limite 2.8 Rendimiento de una reacción. 3. Gases. (3 sesiones) Objetivo: Los estudiantes deberán entender los diferentes estados de la materia haciendo énfasis en el estado gaseoso y el tratamiento a procesos químicos que involucren el estado gaseoso. 3.1 Presión de un gas 3.2 Las leyes de los gases 3.3 La ecuación del gas ideal 3.4 Estequiometría de los gases 3.5 Ley de los procesos parciales 3.6 Teoría cinética molecular de los gases. 2

3 4. Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos. (3 Sesiones) Objetivo: El estudiante deberá manejar los principios básicos de la Teoría Cuántica y sus aplicaciones en la Química. 4.1 De la física clásica a la teoría cuántica 4.2 El efecto fotoeléctrico 4.3 Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno 4.4 La naturaleza del electrón 4.5 Mecánica cuántica 4.6 Los números cuánticos 4.7 Orbitales atómicos 4.8 Configuración electrónica 5. Relaciones periódicas entre los elementos y enlaces químicos (4 Sesiones) Objetivo: El estudiante deberá entender el comportamiento periódico de los elementos y poder explicar el comportamiento químico. 5.1 Clasificación de los elementos 5.2 Variación periódica de las propiedades físicas 5.3 Energía de Ionización 5.4 Afinidad electrónica 5.5 Enlace químico 5.6 Símbolos de Lewis 5.7 Enlace Iónico 5.8 Enlace Covalente 5.9 Electronegatividad Teoría de repulsiones electroestáticas. 6. Las fuerzas intermoleculares y los líquidos y sólidos (4 Sesiones) Objetivo: Ingeniería. El estudiante podrá utilizar los diagramas de fase en el campo de la 6.1 Propiedades físicas de las disoluciones 6.2 La teoría cinética molecular de líquidos y sólidos 6.3 Fuerzas intermoleculares 6.4 Propiedades de los líquidos 6.5 Estructura cristalina 6.6 Cambio de fase 6.7 Diagramas de fases 6.8 Tipos de disoluciones 6.9 Unidades de concentración 6.10Efecto de la temperatura en la solubilidad 6.11Efecto de la presión en la solubilidad de los gases 6.12Propiedades coligativas 6.13 Coloides 3

4 7. Cinética química y equilibrio. (3 Sesiones) Objetivo: El estudiante deberá entender y aplicar los conceptos de Cinética en procesos de producción. 7.1 Velocidad de una reacción 7.2 La ley de la velocidad 7.3 Constantes de velocidad 7.4 Mecanismos de reacción 7.5 Catálisis 7.6 Equilibrio químico 7.7 Relación entre cinética y equilibrio química 7.8 Principio de Le Chatelier 8. Ácidos, bases y electroquímica (4 sesiones) Objetivo: El estudiante deberá entender y aplicar la electroquímica en procesos productivos. Propiedades y definiciones de los ácidos y bases 8.1 Fuerza ácida o básica 8.2 Formación de iones en soluciones acuosas 8.3 Reacciones de ácidos y bases 8.4 ph y poh 8.5 Electroquímica 8.6 Oxidación reducción 8.7 Balanceo de ecuaciones de Oxido Reducción 8.8 Celdas voltaicas 9. Química Orgánica. (4 sesiones) Objetivo: Al finalizar el estudiante manejará los conceptos básicos de Química Orgánica. 9.1 Química Orgánica 9.2 Las formas y estructuras de las moléculas orgánicas: Alcanos, alquenos, alquinos, Hidrocarburos aromáticos, derivados de hidrocarburos y funciones químicas. 9.3 Química de los polímeros. 4

5 Temas para el trabajo de investigación. Los estudiantes seleccionaran el tema y lo trabajaran en grupos. Objetivo: Generar inquietud al futuro profesional sobre tópicos que tienen que ver con procesos productivos e industriales y la vida en el planeta. Desarrollar habilidades investigativas elaborando un proceso investigativo a lo largo del semestre y evaluando las etapas de la investigación en el transcurso de todo el periodo académico. Alcohol a partir de celulosa. Como eliminar el pardeamiento en los alimentos. Liofilización. Como afecta fisiológicamente la tensión de la vida diaria. Fuentes alternativas de energía (solar, biocombustibles, a partir del hombre mismo). Pigmentos y condimentos La cúrcuma. Como puede cada persona contribuir al desarrollo sostenible. Bioquímica Humana: o Cómo es posible ver desde el punto de vista químico. o Cómo funciona el cerebro. Memoria. o Hormonas humanas y su funcionamiento (en particular hormonas sexuales) Que es el proceso de envejecimiento desde el punto de vista químico. Computación cuántica. Que es y para que se utiliza el genoma Humano. Nanotecnología y capacidad de almacenamiento de información. LABORATORIOS La Química es una ciencia experimental. Por tal motivo es fundamental el papel que juega el laboratorio en el proceso de aprendizaje y desarrollo de habilidades. Las prácticas de laboratorio hacen parte constitutiva de este curso y su calificación contará para la nota definitiva de esta asignatura. EVALUACIÓN (Políticas y peso de las evaluaciones) Concepto Porcentaje Primer parcial 20% Segundo parcial 20% Examen final 20% Laboratorio 15% Exámenes cortos, trabajos en clase 5% Proyecto de investigación (Exposición, trabajo escrito) 20% Total 100% 5

6 BIBLIOGRAFÍA Texto Guía: Química la ciencia central. Brown, Theodore L., LeMay, H Eugene., Bursten, Bruce E, Murphy, Catherine J. Decimo Primera Edición. Pearson Educación, Mexico. Otros Textos de apoyo: Química. Chang, Raymon. Novena Edición. McGraw-Hill. Química. Daub, G. William (Autor). Séptima Edición. Prentice Hall Fundamentos de química (1992). Zumdahl, Steven S. Naucalpan de Juarez: McGraw-Hill, 1992 Química Orgánica. Morrison, Robert Thornton; Boyd, Robert Nelson. Wilmington, Delaware: Fondo Educativo Interamericano, 1990 Química inorgánica básica (1996), Cotton, F. Albert (Autor); Wilkinson, Geoffrey. México : Editorial Limusa, 1996 Química general (1975), Longo, Frederick (Autor). México: Editorial Limusa, El enigma cuántico (2010), Rosenblum, Bruce; Kuttener, Fred. Primera edición. Tus Quest editores. Los textos adicionales al texto guía se encuentran en la biblioteca de la universidad. Se pueden usar como textos de apoyo para ampliar los temas con mayor profundidad. 6