Universidad de Córdoba

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1 DEPARTAMENTO DE QUÍMICA AGRÍCOLA Y EDAFOLOGÍA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS AGRONOMOS Y DE MONTES Universidad de Córdoba ASIGNATURA: QUÍMICA GENERAL. INGENIEROS DE MONTES. PRIMER CURSO (PLAN 2000) PLANIFICACIÓN DOCENTE Curso

2 Química General. Ingeniero de Montes 1 PROGRAMA DE QUÍMICA GENERAL OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: Conocer los principios de estructura atómica aplicables a la formación de enlaces, tipos de enlaces y disposición espacial. Dominar las relaciones y cálculos estequiometrícos de las reacciones químicas y propiedades asociadas a partículas en disolución. Conocer las leyes de los equilibrios químicos y sus aplicaciones prácticas. Al finalizar el programa, el alumno debe haber adquirido los conocimientos fundamentales del lenguaje químico, las leyes y equilibrios fundamentales de aplicación práctica al medio en el que va a desarrollar su actividad profesional. MODULO I. LA MATERIA. ESTADOS DE AGREGACION. DISPERSIONES. TEMA 1.- LA MATERIA. Concepto y clasificación de la materia. Propiedades físicas. Atomos y elementos: estructura de los átomos, número atómico, isótopos, masa atómica exacta. Tabla periódica: generalidades. Moléculas, iones y sus compuestos: fórmulas. Concepto de mol. Determinación de fórmulas de los compuestos. Ecuaciones químicas y estequiometría: ajuste de reacciones, reactivo limitante. Reacciones en disolución acuosa: compuestos electrolitos y no electrolitos, reacciones de precipitación, ácido-base, formación de gases, redox. Expresión de las concentraciones de compuestos en disolución, ph. TEMA 2.- GASES, LIQUIDOS Y SÓLIDOS Gases y sus propiedades: leyes de los gases; mezclas de gases y presiones parciales; teoría cinético-molecular; difusión y efusión. Líquidos y sólidos: relación con las fuerzas intermoleculares. Propiedades de los líquidos: vaporización; presión de vapor; punto de ebullición; temperatura y presión crítica, tensión superficial; viscosidad. Sólidos metálicos: redes cristalinas. Sólidos iónicos: estructuras. Sólidos moleculares. Propiedades físicas de los sólidos. Diagramas de fase. TEMA 3.- DISPERSIONES. DISOLUCIONES: PROPIEDADES COLIGATIVAS. Concepto y clasificación de las dispersiones. Disoluciones de electrolitos y no electrolitos. Solubilidad y factores de que depende. Disolución de gases en líquidos: ley de Henry. Propiedades coligativas: cambios en la presión de vapor y ley de Raoult; aumento del punto de ebullición; descenso del punto de congelación, osmosis, presión osmótica. Aplicación a las disoluciones que contienen iones. Teoría de la interacción iónica de Debye-Huckel. Coloides: tipos. MODULO II. PRINCIPIOS DE REACTIVIDAD: TERMODINÁMICA Y CINÉTICA QUIMICA. TEMA 4.- TERMOQUÍMICA. Introducción a la Termoquímica. Entalpías de formación. Calores de reacción a presión y volumen constantes. Ley de Hess. Variación de la entalpía de reacción con la temperatura. Ecuación de Kirchoff. Energías de enlace. TEMA 5.- REVERSIBILIDAD Y ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES. Introducción. Segundo Principio de la Termodinámica. Entropía de un sistema. Reversibilidad y espontaneidad de un proceso en función de su entalpía y entropía. La función de Gibbs: definición, interpretación física y variaciones.

3 Química General. Ingeniero de Montes 2 TEMA 6.- CINÉTICA QUÍMICA Introducción. Velocidad de reacción. Factores de los que depende la velocidad de reacción. Ecuación de la ley de velocidad. Orden y molecularidad de una reacción. Dependencia de las velocidades de reacción de la concentración. Reacciones aisladas de primero, segundo y tercer órdenes. Reacciones de orden cero. Dependencia de la velocidad de una reacción con la temperatura. Energía de activación. Ecuación de Arrhenius. MODULO IV. PRINCIPIOS DE REACTIVIDAD QUÍMICA: EQUILIBRIOS. TEMA 7.- EQUILIBRIO QUÍMICO Velocidad de reacción y equilibrio químico. La constante de equilibrio. Ley de acción de masas para equilibrios químicos en sistemas homogéneos. Diversas expresiones para las constantes de equilibrio, Kc, Kp, Kf y Kn, y sus relaciones. Equilibrio químico en sistemas heterogéneos. Desplazamiento del equilibrio. Efecto de la adición de reactivos. Efecto de la presión. Efecto de la temperatura. Efecto de los catalizadores. Variación de la constante de equilibrio con la temperatura. Ecuación de Van't Hoff. TEMA 8.- EQUILIBRIOS IÓNICOS (I). REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE PROTONES. Aplicación de la ley de acción de masas a los electrolitos. Acidos y bases: características fundamentales, teorías de Brönsted-Lowry y Lewis. Fuerza de los ácidos y de las bases. Producto iónico del agua y escala de ph. ph de disoluciones de ácidos y bases fuertes o débiles.ph de disoluciones de sales. Hidrólisis: constante y grado de hidrólisis. Distintos tipos de hidrólisis. Disoluciones amortiguadoras (tampón). Concepto de neutralización. Valoraciones ácido-base. Indicadores. TEMA 9.- EQUILIBRIOS IÓNICOS (II). REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE IONES. Solubilidad de los sólidos iónicos. Concepto de solubilidad y equilibrio iónico de compuestos iónicos poco solubles. Producto de solubilidad. Modificación de la solubilidad de compuestos iónicos: efecto del ión común y efecto salino. Precipitación fraccionada. Mecanismos de la disolución de precipitados. TEMA 10.- EQUILIBRIOS DE OXIDACIÓN-REDUCCIÓN. REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Sistemas rédox. Interconversión de las energías eléctricas y químicas. Potencial de un sistema redox. Potencial normal. Ecuación de Nernst. Escala de potenciales normales. Factores que afectan al potencial redox. Relación entre la f.e.m. de una pila y la constante de equilibrio que se establece. Predicción del sentido de evolución de las reacciones. Volumetrías redox. Indicadores redox. MODULO IV. PARTICULAS FUNDAMENTALES DE LA MATERIA. ESTRUCTURA DE ATOMOS Y MOLECULAS. TEMA 11.- ESTRUCTURA ELECTRONICA DE LOS ÁTOMOS. La radiación electromagnética: ondas y espectros. Radiación del cuerpo negro, ecuación de Planck. Efecto fotoeléctrico y efecto Compton. Espectro del átomo de hidrógeno y modelo de Bohr. Dualidad onda-partícula. Modelo mecano-cuántico del átomo: principio de incertidumbre, ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno. Números cuánticos. Forma de los orbitales atómicos. Configuraciones electrónicas de los átomos: spín y magnetismo; principio de exclusión de Pauli; orden de energía de las subcapas atómicas y carga nuclear efectiva. Configuración electrónica de elementos e iones. La tabla periódica: propiedades periódicas.

4 Química General. Ingeniero de Montes 3 TEMA 12.- ENLACE QUÍMICO Y ESTRUCTURA MOLECULAR. I. Electrones de valencia y estructuras de Lewis. Formación del enlace y tipos. El enlace en compuestos iónicos: atracciones entre iones, energía de la red cristalina. El enlace en compuestos covalentes: estructuras de Lewis y regla del octeto, resonancia, excepciones a la regla del octeto, cargas formales, polaridad del enlace, principio de electroneutralidad; orden longitud y energía de enlace. Predicción de la estructura de moléculas e iones mediante el modelo de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia. Polaridad de las moléculas. TEMA 13.- ENLACE QUÍMICO Y ESTRUCTURA MOLECULAR. II. Teoría del enlace-valencia: concepto de hibridación de los orbitales atómicos. Teoría del orbital molecular: método CLOA, orden de enlace, aplicación a moléculas formadas entre elementos del segundo período. Fuerzas intermoleculares: interacciones entre dipolos; enlace de hidrógeno. Enlace metálico: teoría de bandas. ooooo 1. IMPARTICIÓN DE LA ENSEÑANZA La asignatura de Química General para Ingenieros de Montes tiene asignada 9 créditos y la enseñanza se impartirá durante el primer cuatrimestre de curso por los profesores Dr. Juan José Moreno Vigara, y Dr. Francisco Peña Rodríguez. Esta asignatura comprende los siguientes apartados: 1. FORMULACIÓN 2. TEORÍA DE QUÍMICA GENERAL 3. PRACTICAS DE QUÍMICA GENERAL 3.1.-PROBLEMAS DE QUÍMICA GENERAL 3.2.-PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL FORMULACIÓN Será requisito para poder aprobar la asignatura de QUÍMICA GENERAL haber demostrado tener los conocimientos mínimos en formulación química. A tal efecto el alumno realizará una prueba consistente en formular o nombrar 30 sustancias químicas (15 de carácter inorgánico y 15 de carácter orgánico). La superación de la prueba es requisito indispensable para la corrección de los restantes exámenes de la asignatura. Profesor responsable de Formulación Química: Dr. Francisco Peña Rodríguez. TEORÍA DE QUÍMICA GENERAL y PROBLEMAS DE QUÍMICA GENERAL Las clases de teoría y problemas se impartirán durante 15 semanas con un horario de 5 horas/semana. En ellas se desarrollará el temario teórico indicado en el apartado 1 y se resolverán problemas tipo relacionados con cada uno de los temas del programa. Para el desarrollo del programa teórico se dedicarán 50 horas y 20 al programa de problemas. Previamente a las clases de problemas se facilitará a los alumnos, a través del Servicio de Reprografía de la Escuela, una amplia colección de problemas de cada tema, que incluye los problemas propuestos en las últimas convocatorias de exámenes. PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL A efectos de clases prácticas de laboratorio, los alumnos se distribuirán en grupos de aproximadamente 20 alumnos que realizarán cada uno 20 horas de clases prácticas, en horario que oportunamente se comunicará, con el siguiente programa:

5 Química General. Ingeniero de Montes 4 Práctica-1. Descripcion y uso del material de laboratorio. Práctica-2. Separación de los componentes de una mezcla. Práctica-3. Preparación y valoración de disoluciones ácido-base. Práctica-4. Determinación de la acidez en muestras de aceite, leche y vinagre. Práctica-5. Solubilidad y precipitación. Práctica-6. Volumetrías redox. Profesor responsable de las Prácticas de Laboratorio: Dr. Francisco Peña Rodríguez. 2. EVALUACIÓN Se realizará 1 examen liberatorio de materia en el que se deberán resolver cuestiones relacionadas con prácticas, teoría y problemas numéricos y 1 examen final. Ambos exámenes se realizarán al final del primer cuatrimestre, en la fecha y lugar que se determinarán previamente. Para la evaluación global de la asignatura se tendrá en cuenta 1. Calificación del examen. 2. Calificación de prácticas de laboratorio. 3. Asistencia a clases teóricas y prácticas. Para la calificación de las prácticas de laboratorio se valorará: 1. Asistencia: Obligatoria a las sesiones prácticas. 2. Actitud y comportamiento durante las sesiones prácticas. 3. Presentación de un informe final de los resultados obtenidos en las prácticas con una interpretación razonada de los mismos. Los alumnos interesados en subir nota o en obtener matrícula de honor deberán presentarse a un examen y responder a cuestiones relacionadas con toda la materia impartida o bien presentar un trabajo o memoria El contenido de dicho trabajo se fijará previamente y estará relacionado con los temas tratados en la asignatura o con el estudio y solución de problemas de actualidad relacionados con la materia. En el caso de que la calificación final en Junio sea la de suspenso, se realizará un examen de las mismas características que el de Junio en la convocatoria de Septiembre, respetándose la calificación obtenida en las prácticas al menos durante 3 convocatorias más, contadas a partir de la primera matriculación. 3. BIBLIOGRAFÍA 3.1. Bibliografía para Formulación. QUIÑOÁ E Nomenclatura y representación de los compuestos orgánicos. Ed. Schaum. QUIÑOÁ E. Nomenclatura y representación de los compuestos inorgánicos. Ed. Schaum PETERSON WR Formulación y Nomenclatura Química Inorgánica 16 Edición y Formulación y Nomenclatura Química Orgánica 16 Edición. Ed. Edunsa. Barcelona Bibliografía para Teoría de Química General. FREEMAN WH & Co Química. Un proyecto de la American Chemical Society. Ed. Reverté. Barcelona. KOTZ JC y TREICHEL PM "Química y reactividad química. Ed. Thomson-Paraninfo. Madrid. MAHAN y MYERS "Química. Curso Universitario". Ed. Addison-Wesley Iberamericana. PETRUCCI RH, HARWOOD WS y HERRING F G QUIMICA GENERAL. Ed. Pearson Educación. Madrid. REBOIRAS, MD Química: la ciencia básica. Ed. Thomson-Paraninfo. Madrid.

6 Química General. Ingeniero de Montes 5 VINAGRE F y VAZQUEZ LM "Fundamentos y problemas de Química". Ed. Universidad de Extremadura Bibliografía para Problemas de Química General. BERMEJO F y PAZ M "Problemas de Química General y sus fundamentos teóricos" Ed. Dossat. FERNÁNDEZ A Y PÉREZ, C Química. Colección Shaum. Ed. McGraw-Hill España. Madrid. SORUM C H "Cómo resolver problemas de Química General". Ed. Paraninfo. S.A. VALE J, FERNÁNDEZ C, PIÑERO MA, ALCALDE M, VILLEGAS R, VILCHES L, NAVARRETE B y GARCIA A Problemas resueltos de Química para Ingeniería. Ed.Thomson-Paraninfo. Madrid. VINAGRE F y VAZQUEZ L M "Fundamentos y problemas de Química". Ed. Universidad de Extremadura. ooooo