Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional San Francisco. Ingeniería Química. Fisicoquímica

Transcripción

1 Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional San Francisco Ingeniería Química PLANIFICACIÓN CICLO LECTIVO 2011

2 ÍNDICE ÍNDICE... 2 PROFESIONAL DOCENTE A CARGO... 3 UBICACIÓN... 4 OBJETIVOS... 5 ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS... 6 PROGRAMA ANALÍTICO CRITERIOS DE EVALUACIÓN EVALUACIÓN: AUTOEVALUACIÓN: PLAN DE TRABAJO METODOLOGÍA BIBLIOGRAFÍA ARTICULACIÓN ARTICULACIÓN CON EL ÁREA: TEMAS RELACIONADOS CON MATERIAS DEL ÁREA: ARTICULACIÓN CON EL NIVEL: TEMAS RELACIONADOS CON MATERIAS DEL NIVEL: ARTICULACIÓN CON LAS CORRELATIVAS: TEMAS RELACIONADOS CON LAS CORRELATIVAS: INCIDENCIA HORARIA EN EL CONTEXTO DEL DISEÑO CURRICULAR ORIENTACIÓN DEL ÁREA: DE LA ASIGNATURA: Página 2 de 25

3 PROFESIONAL DOCENTE A CARGO Docente Categoría Título Profesional Alfonsina Ester Andreatta Profesora Adjunta Ordinaria Doctora en Ingeniería Química Luciana Linares Profesora Adjunta Interina Ingeniera Química Matías Raspo Ayudante de segunda Adhonorem Estudiante de Ingeniería Química 5º año Página 3 de 25

4 UBICACIÓN Dentro del contexto curricular prescripto se ubica en: Carrera: Ingeniería Química Plan: 1995AD Orientación: Alimentación Área: Básicas de la especialidad Nivel: 3 Carga Horaria Semanal: 8 Régimen: Cuatrimestral Teórica Teoría Práctica Laboratorio Distribución horaria Formación Práctica Formación experimental Resolución de problemas de Ingeniería Proyecto y diseño Práctica profesional supervisada Total de horas Página 4 de 25

5 OBJETIVOS En particular, el Ingeniero Químico debe resolver problemas relacionados con: la determinación del calor y trabajo asociados a procesos de transformación física y química de la materia; condiciones de equilibrio de las reacciones químicas; condiciones de equilibrio entre fases en los procesos de separación y el cálculo de las propiedades físicas de compuestos puros y mezclas. El curso de introduce al alumno en estos temas y le brinda herramientas para encarar la los problemas relacionados con los mismos. De esto se desprenden los siguientes objetivos generales: Aprender a describir y modelar en forma cuantitativa fenómenos físicos y químicos, aplicando las expresiones derivadas de las leyes Termodinámicas en el planteo y problemas de Ingeniería Química. Encarar la los problemas relacionados con la Ingeniería Química. Manejar diagramas de fases de una sustancia pura y sus mezclas binarias y ternarias. Comprender y aplicar la termodinámica de multicomponentes, la termodinámica química y los fenómenos fisicoquímicos y proyectarlos hacia su aplicación industrial. Página 5 de 25

6 ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS Eje Temático Nº 1: Introducción. Primer principio de la Termodinámica. Contenidos Conceptuales: Estado de la materia, propiedades termodinámicas. Fuerzas intermoleculares. El estado gaseoso, gases ideales y gases reales, leyes de los gases ideales, ecuaciones para gases reales. Primera ley de la Termodinámica. Energía interna. Equivalencia mecánica del calor. Procesos adiabáticos y procesos isotérmicos. Entalpía. Capacidad calorífica. Coeficiente de Joule Thompson. Aplicación de la primera ley. Termoquímica: calores de reacción. Entalpías de formación, entalpía de enlace. Calor de disolución. Ley de Hess. Dependencia de la entalpía con la temperatura. Ley de kirchhoff. Guía de problemas Nº: 1, 2, 3 Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 1: Determinación del equivalente en agua de un calorímetro Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 2: Determinación del calor de fusión del hielo Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 3: Determinación de calores de reacción Contenidos Procedimentales: Manejar correctamente la terminología y los conceptos estudiados. Manejo de conversiones de unidades. Uso de programas matemáticos (Mathlab, Maple) para la los problemas matemáticos. Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Toma de conciencia de la importancia del primer principio de la termodinámica. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 2: Segundo principio de la Termodinámica. Contenidos Conceptuales: Entropía y energía libre. Segunda ley de Termodinámica. Combinación de la 1ª y 2ª ley. Desigualdad de Clausius. Cambios de entropía: en un gas ideal, en los cambio de estado de agregación y en sistemas aislados. Entropía y equilibrio. Condiciones de equilibrio en sistemas cerrados. Función de Gibbs, equilibrio a P y T constantes. Función de Helmholtz. Potenciales termodinámicos. Aplicación de las ecuaciones termodinámicas de estado. Tercera ley de Termodinámica. Guía de problemas Nº: 4 Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Página 6 de 25

7 Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Toma de conciencia de la importancia del segundo principio de la termodinámica. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 3: Equilibrio físico Contenidos Conceptuales: Cambios de estado. Transformaciones físicas en sistemas de un componente. Fases, componentes, grados de libertad. Teoría general del equilibrio físico, el potencial químico. Equilibrio entre fases. Diagrama de fases. Presión por vapor y presión externa. Propiedades de superficie. Tensión superficial. Ecuación de Kelvin. Capilaridad. Guía de problemas Nº: 5 Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 4: Determinación de la presión de vapor y de la entalpía de vaporización del agua Trabajo práctico de laboratorio de computación Nº 1: Utilización de software ALLPROPS para el cálculo de propiedades termodinámicas de componentes puros. Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 4: Disoluciones Contenidos Conceptuales Parte A: Soluciones, mezcla de gases ideales, propiedades de mezclado en soluciones ideales y soluciones reales, Propiedades molares parciales. Ley de Raoult. Ley de Henry. Solubilidad de gases en líquidos. Soluciones de líquidos volátiles, destilación. Termodinámica de soluciones reales. Guía de problemas Nº: 6, 7 Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 5: Destilación simple y fraccionada. Contenidos Conceptuales Parte B: Actividad y coeficientes de actividad, Ley de Raoult modificada, mezclas no ideales, diagramas de fases líquido-líquido, diagrama de fases sólido-líquido. Soluciones de sólidos en líquidos, propiedades coligativas: ascenso ebulloscópico, descenso crioscópico, disminución de la presión de vapor, presión osmótica. Guía de problemas Nº: 8 Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 6: Disminución del punto de fusión Página 7 de 25

8 Trabajo práctico de laboratorio de computación Nº 2: Utilización de software SPECS para el cálculo de propiedades termodinámicas de componentes puros y sus mezclas. Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 5: Equilibrio químico Contenidos Conceptuales: Afinidad química. Equilibrio dinámico. Energía libre y afinidad química. Energía libre normal. Constantes de equilibrio. Equilibrios gaseosos homogéneos. Dependencia de la constante de equilibrio con P y T. Ecuación de Van t Hoff. Equilibrio en sistemas no ideales y fugacidad y actividad. Gases no ideales: fugacidad y estado estándar. Constantes de equilibrio en solución. Guía de problemas Nº: 9 Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 6: Electroquímica Contenidos Conceptuales: Electroquímica. Definición de potenciales. Fuerza electromotriz. Pilas reversibles. Energía libre y fem. Ecuación de Nernst. Entalpía y entropía de las reacciones en pilas. Tipos de electrodos. FEM normal de las pilas. Potenciales de membrana. Actividad de los iones en solución. Teoría de Debye Hückel. Guía de problemas Nº: 10 Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Predisposición para el trabajo en equipo. Eje Temático Nº 7: Cinética química Contenidos Conceptuales: Reacciones homogéneas y heterogéneas. Velocidad de reacción. Ecuaciones cinéticas. Reacciones elementales y molecularidad. Determinación de la ley de velocidad. Página 8 de 25

9 Integración de las ecuaciones cinéticas. Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas. Guía de problemas Nº: 11 Trabajo práctico de laboratorio de química Nº 7: Cinética química Contenidos Procedimentales: Análisis y problemas planteados. Resolución de ejercicios prácticos. Contenidos Actitudinales: Desarrollar respeto por las tareas experimentales y honestidad en la presentación de resultados. Desarrollar la habilidad en el manejo de programas y software de P.C., tablas y gráficos. Predisposición para el trabajo en equipo. Página 9 de 25

10 PROGRAMA ANALÍTICO Eje Temático Nº 1: Introducción. Primer principio de la Termodinámica Unidad Nº 1: Gases Estado de la materia 1.3. Diagrama de fases de una sustancia pura 1.4. Propiedades Termodinámicas 1.5. Fuerzas intermoleculares 1.6. Propiedades del estado gaseoso 1.7. Gases ideales y gases reales 1.8. Leyes termodinámicas para los gases ideales 1.9. Gases reales Ecuaciones de estado cúbicas La ecuación de Van der Waals Principio de los estados correspondientes La ecuación del virial Unidad Nº 2: Primer principio de la Termodinámica 2.1 Termodinámica 2.2 Sistemas termodinámicos 2.3 Trabajo, calor, energía 2.4 Formas de trabajo 2.5 Energía interna 2.6 Conservación de la energía 2.7 Procesos reversibles y procesos irreversibles 2.8 Capacidad calorífica 2.9 Entalpía 2.10 Procesos reversibles con gases ideales 2.11 Funciones de estado y camino. Efecto Joule-Thomson 2.12 Termoquímica. Aplicaciones de la Primera ley de la Termodinámica 2.13 Ley de Hess 2.14 Ley de Kirchoff Eje Temático Nº 2: Segundo Principio de la Termodinámica Unidad Nº 3: Segundo Principio de la Termodinámica 3.1 Dirección del cambio espontáneo 3.2 La dispersión de la energía 3.3 Máquinas térmicas 3.4 Máquinas frigoríficas 3.5 Rendimiento de turbinas y compresores 3.6 Cálculos de entropía 3.7 Relaciones fundamentales 3.8 Cambio total de entropía en un proceso 3.9 La 3 ra ley de la termodinámica 3.10 Identidades que surgen de las relaciones fundamentales 3.11 Potencial químico 3.12 Fugacidad y coeficiente de fugacidad Página 10 de 25

11 Eje Temático Nº 3: Equilibrio Físico Unidad Nº 4: Equilibrio físico 4.1Condición de equilibrio entre fases 4.2 Estabilidad de las fases de una sustancia pura 4.3 La ecuación de Clapeyron 4.4 La frontera sólido líquido 4.5 La frontera líquido-gas 4.6 La frontera sólido gas 4.7 Diagrama de fases 4.8 Regla de fases de Gibbs 4.9 Uso del software ALLPROPS 4.10 Propiedades de las superficies 4.11 Tensión superficial 4.12 Acción capilar Eje Temático Nº 4: Disoluciones Unidad Nº 5: Disoluciones 5.1 Mezcla de gases ideales 5.2 Propiedad de mezclado en soluciones ideales y reales 5.3 Propiedades de exceso 5.4 Propiedades molares parciales 5.5 Termodinámica de mezclado de líquidos Unidad Nº 6: Equilibrio líquido-vapor ideal 6.1 Ley de Raoult 6.2 Ley de Henry 6.3 Solubilidad de gases en líquidos 6.4 Destilación de líquidos miscibles 6.5 Diagramas Presión-composición 6.6 Diagramas Temperatura-composición Unidad Nº 7: Equilibrio entre fases de sistemas reales 7.1 Actividades 7.2 Determinación de actividades y del coeficiente de actividad 7.3 ELV de soluciones no-ideales a bajas presiones 7.4 Mezclas no ideales: azeótropos 7.5 Diagramas de fase binario líquido-líquido 7.6 Diagramas de fases líquido-líquido de tres componentes 7.7 Diagramas de fase líquido-sólido 7.8 Propiedades coligativas 7.9 Descenso de la presión de vapor 7.10 Ascenso ebulloscópico 7.11 Descenso crioscópico Página 11 de 25

12 7.12 Presión osmótica 7.13 Uso del software SPECS Eje Temático Nº 5: Equilibrio químico Unidad Nº 8: Equilibrio químico 8.1 Coordenada de reacción 8.2 Aplicación de los criterios de equilibrio a las reacciones químicas 8.3 Cambio de la energía estándar de Gibbs y la constante de equilibrio 8.4 Efecto de la temperatura sobre la constante de equilibrio 8.5 Relación de las constantes de equilibrio con la composición 8.6 Reacciones en fase gaseosa 8.7 Efecto de la presión sobre k 8.8 Reacciones en fase líquida 8.9 Reacciones en sistemas heterogéneos 8.10 Equilibrio en reacciones múltiples Eje Temático Nº 6: Electroquímica Unidad Nº 9: Electroquímica 9.1 Propiedades termodinámicas de iones en solución 9.2 Determinación de los coeficientes de actividad iónica media de soluciones de electrolitos; Teoría de Debye-Hückel 9.3 Ley extendida de Debye-Hückel 9.4 Los electrodos: 9.5 Celdas electroquímicas 9.6 Hemireacciones 9.7 Conductividad electrolítica- conductividad metálica 9.8 Tipos de electrodos 9.9 Construcción de una celda voltaica simple 9.10 Potencial de celda 9.11 La ecuación de Nerst 9.12 Aplicación de la ecuación de Nerst 9.13 Celdas en equilibrio 9.14 Potenciales estándares de electrodo, E Medición de la constante de equilibrio 9.16 Medidas de ph 9.17 Medición de coeficiente de actividad 9.18 Funciones termodinámicas obtenidas a partir de E o 9.19 Corrosión Eje Temático Nº 7: Cinética química Unidad Nº 10: Cinética química 10.1 Reacciones homogéneas y heterogéneas 10.2 Velocidad de reacción 10.3 Ecuaciones cinéticas 10.4 Reacciones elementales y molecularidad 10.5 Determinación de la ley de velocidad γ + Página 12 de 25

13 10.6 Integración de las ecuaciones cinéticas 10.7 Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas Página 13 de 25

14 Evaluación: CRITERIOS DE EVALUACIÓN Se tomarán tres exámenes parciales PRÁCTICOS en las siguientes fechas: 1º parcial: Eje temático 1; Guías de problemas 1, 2, 3; Trabajo práctico de laboratorio de química 1, 2, 3) 2º parcial: Eje temático 2, 3 y 4 A; Guías de problemas 4, 5, 6, 7; Trabajo práctico de laboratorio de química 4, 5, 6, Trabajo práctico de laboratorio de Computación 1.) 3º parcial: Eje temático 4B, 5, 6, 7; Guías de problemas 8, 9, 10, 11; Trabajo práctico de laboratorio de química 7, Trabajo práctico de laboratorio de Computación 2) La regularidad de la materia requerirá: la aprobación de los exámenes parciales con un mínimo de 40 puntos (en escala 0-100); la asistencia al 80% de las clases y de las prácticas de laboratorio de química y de las prácticas de computación. A su vez los alumnos deberán presentar la los trabajos prácticos de laboratorio resueltos de manera individual una vez finalizado el mismo. Sólo se podrá recuperar uno de los tres parciales. La desaprobación del examen recuperatorio (o la ausencia injustificada al mismo) implicará la pérdida del cursado. El examen recuperatorio pondrá énfasis en los temas correspondientes al parcial desaprobado. Los alumnos podrán rendir los parciales con los apuntes teóricos que se desarrollarán en clases y con todos los libros que deseen; pero no así de la parte práctica de esta cátedra. Se dará la opción de aprobar la parte práctica y de laboratorio. Para aprobar la parte práctica de la materia será requisito obtener un mínimo de 70/100 puntos en cada uno de los tres exámenes parciales (o en dos parciales y el recuperatorio). El examen final será integrador y a libro cerrado en las fechas de exámenes que disponga la Facultad. Para aquellos alumnos que hayan aprobado la parte práctica de la materia; el examen final será teórico únicamente; mientras que será teórico-practico para aquellos alumnos que no la hayan aprobado. La nota final de la materia reflejará la actividad desarrollada por el alumno durante el cursado e incluirá los resultados obtenidos en todos los exámenes parciales, los trabajos prácticos en el laboratorio y el examen final. Página 14 de 25

15 Autoevaluación: Será realizada utilizando el instrumento elaborado desde Secretaría Académica y aprobado por Consejo Académico. PLAN DE TRABAJO Eje temático Nº 1: Introducción. Primer principio de la Termodinámica Semana Contenidos Metodología Evaluación Fisicoquímca. Estado de la materia. Diagrama de fases de una sustancia pura. Propiedades. Termodinámicas. Fuerzas intermoleculares. Propiedades del estado gaseoso. Gases ideales y gases reales. Leyes termodinámicas para los gases ideales. Gases reales. Ecuaciones de estado cúbicas. La ecuación de Van der Waals. Principio de los estados correspondientes. La ecuación del virial. Termodinámica. Sistemas termodinámicos. Trabajo, calor, energía. Formas de trabajo. Energía interna. Conservación de la energía. Procesos reversibles y procesos irreversibles. Capacidad calorífica. Entalpía. Procesos reversibles con gases ideales. Funciones de estado y camino. Efecto Joule-Thomson. Termoquímica. Aplicaciones de la Primera ley de la Termodinámica. Ley de Hess. Ley de Kirchoff. Trab. Práctico de Laboratorio de química 1, 2 y 3. Problemas prácticos. PRIMER PARCIAL Experimental. problemas problemas. Resolución de Trabajo de Laboratorio de química. Evaluación globalizadora Eje temático1 Nivel de Profundidad Eje temático Nº 2: Segundo principio de la Termodinámica Semana Contenidos Metodología Evaluación 4 5 Dirección del cambio espontáneo. La dispersión de la energía. Máquinas térmicas. Máquinas frigoríficas. Rendimiento de turbinas y compresores. Cálculos de entropía. Relaciones fundamentales. Cambio total de entropía en un proceso. La 3 ra ley de la termodinámica. Identidades que surgen de las relaciones fundamentales. Potencial químico. Fugacidad y Coeficiente de fugacidad. problemas problemas Nivel de Profundidad Bibliografía Bibliografía Eje temático Nº 3: Equilibrio Físico Semana Contenidos Metodología Evaluación Nivel de Profundidad Bibliografía Página 15 de 25

16 Eje temático Nº 3: Equilibrio Físico Semana Contenidos Metodología Evaluación 6 7 Condición de equilibrio entre fases. Estabilidad de las fases de una sustancia pura. La ecuación de Clapeyron. La frontera sólido líquido. La frontera líquido-gas. La frontera sólido gas. Trab. Práctico de Laboratorio de computación 1 (ALLPROPS). Diagrama de fases. Regla de fases de Gibbs. Propiedades de las superficies. Tensión superficial. Acción capilar. Trab. Práctico de Laboratorio de química 4. Experimental. problemas. Resolución de trabajo práctico de laboratorio de computación. Resolución de Trabajo de Laboratorio. problemas. Eje temático Nº 4: Disoluciones Semana Contenidos Metodología Evaluación Propiedades molares parciales. Mezcla de gases ideales. Propiedad de mezclado. Propiedades de exceso. Termodinámica de mezclado de líquidos. Ley de Raoult. Ley de Henry. Solubilidad de gases en líquidos. Destilación de líquidos miscibles. Diagramas Presión-composición. Diagramas Temperaturacomposición. Trab. Práctico de Laboratorio de química 5. SEGUNDO PARCIAL Actividades. Determinación de actividades y del coeficiente de actividad. ELV de soluciones noideales a bajas presiones Mezclas no ideales: azeótropos. Diagramas de fase binario líquidolíquido. Diagramas de fases líquido-líquido en el sistema ternario. Diagramas de fase líquido-sólido. Propiedades coligativas. Descenso de la presión de vapor. Ascenso ebulloscópico. Descenso crioscópico. Presión osmótica. Trab. Práctico de Laboratorio de química 6. Trab. Práctico de Laboratorio de computación 2 (SPECS). Experimental. Experimental. problemas. Resolución de Trabajo de Laboratorio de química. Evaluación globalizadora Eje temático 2, 3 y 4A. problemas. Resolución de Trabajo de Laboratorio de química. problemas. Resolución trabajo práctico de laboratorio de computación. Nivel de Profundidad Nivel de Profundidad Eje temático Nº 5: Equilibrio Químico Semana Contenidos Metodología Evaluación 12 Coordenada de reacción. Aplicación de los criterios de equilibrio a las reacciones químicas. Cambio de la energía estándar de Gibbs y la constante problemas. Nivel de Profundidad Bibliografía Bibliografía Bibliografía Página 16 de 25

17 Eje temático Nº 5: Equilibrio Químico Semana Contenidos Metodología Evaluación 13 de equilibrio. Efecto de la temperatura sobre la constante de equilibrio. Relación de las constantes de equilibrio con la composición. Reacciones en fase gaseosa. Efecto de la presión sobre k. Reacciones en fase líquida. Reacciones en sistemas heterogéneos. Equilibrio en reacciones múltiples. problemas. Nivel de Profundidad Bibliografía Eje temático Nº 6: Electroquímica Semana Contenidos Metodología Evaluación Propiedades termodinámicas de iones en solución. Determinación de los coeficientes de actividad γ iónica media + de soluciones de electrolitos; Teoría de Debye- Hückel. Ley extendida de Debye- Hückel. Los electrodos: Celdas electroquímicas Hemireacciones Conductividad electrolíticaconductividad metálica Tipos de electrodos. Construcción de una celda voltaica simple. Potencial de celda. La ecuación de Nerst Aplicación de la ecuación de Nerst. Celdas en equilibrio. Potenciales estándares de electrodo, E 0.Medición de la constante de equilibrio. Medidas de ph. Medición de coeficiente de actividad. Funciones termodinámicas obtenidas a partir de E o. Corrosión problemas. problemas. Eje temático Nº 7: Cinética Química Semana Contenidos Metodología Evaluación 16 Reacciones homogéneas y heterogéneas. Velocidad de reacción. Ecuaciones cinéticas Reacciones elementales y molecularidad. Determinación de la ley de velocidad. Integración de las ecuaciones cinéticas. Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas. Trab. Práctico de Laboratorio de químca 7. TERCER PARCIAL Experimental. Resolución de Trabajo de Laboratorio de química. problemas. Evaluación globalizadora Eje temático 4B, 5, 6 y 7. Nivel de Profundidad Nivel de Profundidad Bibliografía Bibliografía Página 17 de 25

18 METODOLOGÍA El dictado de la cátedra se realizará en dos días a la semana de las cuales mitad de cada día se dedicará a presentación de la teoría y el resto a la resolución de problemas. Se hará lo posible que los alumnos traten de resolver los ejercicios por sus propios medios y que realicen las consultas necesarias en los horarios de la cátedra dedicados a tal fin. A su vez, existe una serie de trabajos prácticos experimentales en el laboratorio de química y en el laboratorio de computación que los alumnos deberán realizar con el objetivo de comprender mejor los conocimientos adquiridos en la teoría y en la práctica. Página 18 de 25

19 BIBLIOGRAFÍA CASTELLAN, Gilbert W.. 2a. ed. Addison Wesley Longman, (Al 2011: 2 ejemplar/es en Colección UTN) LEVINE, Ira N. t. 1 5a. ed. McGraw-Hill Interamericana, (Al 2011: 2 ejemplar/es en Colección UTN) LEVINE, Ira N. t. 2. 5a. ed. McGraw-Hill Interamericana, (Al 2011: 2 ejemplar/es en Colección UTN) ATKINS, P. W.. 3a. ed. Addison-Wesley Iberoamericana, (Al 2011: 1 ejemplar/es en Colección UTN) LABOWITZ, Leonard C. ; ARENTS, John S. : problemas y soluciones. 1a. ed. A.C., (Al 2011: 1 ejemplar/es en Colección UTN) SMITH, J. M.; VAN NESS, Hendrick C.; ABBOTT, Michael M. Introducción a la termodinámica en ingeniería química. 7a. ed. McGraw-Hill Interamericana, (Al 2011: 1 ejemplar/es en Colección UTN) ELLIOTT, J. Richard; LIRA, Carl T. Introductory chemical Engineering Thermodynamics. 5a. ed. Prentice Hall PTR, (Al 2011: 1 copia en Colección UTN) WHITTEN, Kennet W.; DAVIS, Raymond E.; [et al.] Química General. 8a. ed. McGraw-Hill, (Al 2011: 2 ejemplar/es en Colección UTN, más 4 de edición anterior). Internet: Conversión de unidades: Propiedades de las sustancias puras: Página 19 de 25

20 ARTICULACIÓN Articulación con el Área: Asignatura Carga Horaria Porcentaje 15,4 Termodinámica 15,4 Química Inorgánica 15,4 Química Orgánica ,0 Química Analítica 15,4 Biotecnología 15,4 Temas relacionados con materias del área: Termodinámica Primer y Segundo principio de la Termodinámica. Balances de masa y energía. Química Inorgánica Equilibrio químico. Diagrama de fases de una sustancia pura. Aplicación del primer y del segundo principio de la Termodinámica y de los balances de masa a situaciones prácticas. Equilibrio químico. Comprensión de los diagramas de fases y el comportamiento de una sustancia pura. Química Orgánica Termoquímica. Entalpía y Entropía. Calores de: combustión, reacción, formación. Reacciones endotérmicas y exotérmicas en reacciones orgánicas. Química Analítica Disoluciones, Cálculo de concentraciones, actividades y concentraciones. coeficientes de actividades. Actividades y coeficientes de actividad. Electroquímica Biotecnología Equilibrio químico. Energía. Presión osmótica. Equilibrio químico de las reacciones. Energía. Presión osmótica. Página 20 de 25

21 Articulación con el Nivel: Asignatura Carga Horaria Porcentaje Integración III Termodinámica 11.8 Legislación Mecánica Eléctrica Industrial Fenómenos de Transporte Química Analítica 11.8 Inglés Técnico II Matemática Superior Aplicada Química de los Alimentos 11.8 Temas relacionados con materias del nivel: Integración III Actividad del agua Termodinámica Primer y Segundo principio de la Termodinámica. Balances de masa y energía. Fenómenos de Transporte Fluidos. Balances de masa. Isotermas de Sorción Aplicaciones del primer y del segundo principio y de los balances de masa a situaciones prácticas. Flujo de materia. Caudales. Química Analítica Disoluciones, concentraciones. Actividades y coeficientes de actividad. Termoquímica Cálculo de concentraciones, actividades y coeficientes de actividades. Inglés Técnico II Traducción de textos. Matemática Superior Aplicada Resolución de Balances de materia y energía Traducción de material bibliográfico y de uso de software. Uso de límites, integrales, derivadas, series de Taylor. Química de los Alimentos Punto isoeléctrico. Termoquímica. Punto isoeléctrico de las proteínas. Energía de las proteínas, carbohidratos y lípidos. Página 21 de 25

22 Articulación con las correlativas: Asignatura Para cursar Para rendir Cursada Aprobada Aprobada Química Inorgánica Análisis Matemático II Física II Termodinámica Álgebra y Geometría Analítica Análisis Matemático I Física I Química General Química Inorgánica Análisis Matemático II Física II Termodinámica Temas relacionados con las correlativas: Química Inorgánica Equilibrio químico. Diagrama de fases de una sustancia pura. Equilibrio químico. Comprensión de los diagramas de fases y el comportamiento de una sustancia pura. Análisis Matemático II Resolución de límites, derivadas e integrales. Física II Circuitos eléctricos. Conocimiento de cálculo de límites, derivadas e integrales para la los problemas de la materia. Trabajo eléctrico. Termodinámica Primer y Segundo principio de la Termodinámica. Balances de masa y energía. Aplicaciones del primer y del segundo principio y de los balances de masa a situaciones prácticas. Álgebra y Geometría Analítica Ecuación lineal. Sistemas de ecuaciones lineales. Análisis Matemático I Representación gráfica de funciones. Resolución de límites, derivadas e integrales. Interpretación de ecuaciones lineales. Resolución de sistemas de ecuaciones lineales. Interpretación de funciones. Aplicaciones prácticas de límites, derivadas e integrales en la los problemas de la asignatura. Página 22 de 25

23 Física I Magnitudes Físicas. Cálculo de errores. Leyes de Newton. Trabajo. Energía. Conservación de la Energía. Cinemática. Manómetros. Leyes de Boyle y Mariotte. Fenómenos de superficie. Química General Equilibrio químico. Pila química. Electroquímica. Energía de Gibbs. Entropía. Entalpía. Actividades. Diagrama PVT de una sustancia pura. Aplicaciones prácticas de los conceptos en la los problemas de la asignatura. Tensión Superficial, Diferencia de presión entre ambas caras de una superficie líquida; Ángulo de contacto, Capilaridad. Reacciones químicas. Cálculo de constantes de equilibrio. Interpretación del diagrama PVT de una sustancia pura. Página 23 de 25

24 INCIDENCIA HORARIA EN EL CONTEXTO DEL DISEÑO CURRICULAR Asignatura Carga Horaria Porcentaje 2.5 Integración I Ingeniería y sociedad Álgebra y Geometría Analítica Análisis Matemático I Física I Química General Fundamentos de Informática Sistemas de Representación Subtotal Primer año Integración II Química Inorgánica Análisis Matemático II Física II Probabilidad y Estadística Química Orgánica Marketing (Electiva) Subtotal Segundo año Integración III Termodinámica Legislación Mecánica Eléctrica Industrial Fenómenos de Transporte Química Analítica Química de Alimentos (Electiva) Inglés Técnico II Matemática Superior Aplicada Subtotal Tercer año Integración IV Operaciones Unitarias I Tecnología de la Energía Térmica Biotecnología Operaciones Unitarias II Ingeniería de las Reacciones Control Estadístico de Procesos Química Analítica Aplicada (título intermedio) Economía Subtotal Cuarto año Integración V (Proyecto Final) Organización Industrial Control Automático de Procesos Orientadora I: Ingeniería Ambiental Gestión de Calidad en Alimentos (Electiva) Orientadora II: Envases Alimenticios Industrias de Procesos (Electiva) Práctica Supervisada Subtotal Quinto año Total Carrera de Ingeniería Química 5096 Página 24 de 25

25 ORIENTACIÓN Del Área: La orientación de las asignaturas propias del área básicas de la especialidad trata de desarrollar en el alumno competencias intelectuales, procedimentales y actitudinales para desempeñar tareas de investigación, enseñanza y capacitación personal. Dichas competencias brindan fundamentos teóricos necesarios para captar y manejar con facilidad y seguridad distintas tecnologías en el ámbito de la industria alimentaria propia de una zona agrícola ganadera en la que se inserta esta facultad. De la Asignatura: En el curso los alumnos aprenden a describir y modelar en forma cuantitativa fenómenos físicos y químicos, aplicando las expresiones derivadas de las leyes Termodinámicas en el planteo y problemas de Ingeniería Química y de Alimentos. Los principios termodinámicos los aplican tanto físicos como químicos e ingenieros, pero las aplicaciones difieren entre sí. En particular, el Ingeniero Químico y de Alimentos debe resolver problemas relacionados con la determinación del calor y trabajo asociados a procesos de transformación física y química de la materia, con las condiciones de equilibrio de las reacciones químicas y de equilibrio entre fases en los procesos de separación y con el cálculo de las propiedades físicas de compuestos puros y mezclas. El curso de Termodinámica química para Ingeniería introduce al alumno en estos temas y le brinda herramientas para encarar la los problemas relacionados con los mismos. Página 25 de 25