Carrera : Ingeniería en Materiales SATCA

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura : Técnicas de Análisis Carrera : Ingeniería en Materiales Clave de la asignatura : MAD-1027 SATCA PRESENTACIÓN Caracterización de la asignatura. El programa de la asignatura de Técnicas de Análisis, esta diseñado para contribuir en la formación integral de los estudiantes del Sistema Nacional de Educación Superior Tecnológica (SNEST), porque desarrolla las competencias cognitivas que se utilizarán para el aprendizaje conceptual, procedimental y actitudinal contenidos en los planes de estudio. La formación de ingenieros en un mundo globalizado, exige del dominio de herramientas básicas de Técnicas de análisis para: Integrar los saberes teóricos, heurísticos y axiológicos para facilitar en el estudiante el manejo correcto de los conceptos de las Técnicas de Análisis y su aplicación para la resolución de problemas. Conociendo los principios y fundamentos de la espectroscopia y de la fisicoquímica, el estudiante identifica y selecciona la técnica de análisis que le permita obtener información confiable de la muestra problema. Los resultados obtenidos serán de utilidad en otras materias como: materiales cerámicos, metálicos, compósitos y polímeros, así como en otras asignaturas de la especialidad. En esta asignatura se contemplan las principales técnicas espectroscópicas: UV-Vis, vibracional, emisión rayos X, fluorescencia de rayos X, absorción atómica, resonancia magnética, nuclear entre otras. Se incluye otras técnicas basadas en propiedades fisicoquímicas como: cromatografía, métodos electrométricos, análisis térmicos, técnicas reológicas, entre otras. Intención didáctica. Las competencias del profesor de la asignatura de Técnicas de Análisis, deben mostrar y objetivar su conocimiento y experiencia en el área, precisamente, para construir escenarios de aprendizaje significativo en los estudiantes que inician su formación profesional. Los conocimientos de esta asignatura contribuyen a desarrollar y aplicar herramientas sistémicas. Las estrategias metodológicas incluyen exposición del profesor, resolución de problemas y ejercicios, búsqueda bibliográfica por los estudiantes, uso de internet, trabajo en equipo, debates, seminarios o exposición de temas específicos por los alumnos. El curso aunque solo consta de dos unidades, cada una incluye gran variedad de técnicas 1 Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos

2 instrumentales para la caracterización. La primera unidad está destinada para la técnicas espectroscópicas que permiten obtener información a nivel microscópico principalmente, mientras que en la segunda unidad se estudian las técnicas instrumentales diseñadas en diferentes propiedades fisicoquímicas para obtener información ya sea a nivel micro o macroscópico. Para cada técnica de análisis incluida en esta asignatura, el estudiante aplicará los principios teóricos correspondientes para entender el protocolo del funcionamiento de los equipos.

3 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas: Seleccionar la técnica instrumental adecuada para la caracterización de un material. Competencias genéricas: Competencias instrumentales Capacidad de análisis, síntesis y abstracción. Capacidad de comunicación oral y escrita. Habilidad en el uso de tecnologías de información y comunicación. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Competencias interpersonales Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad crítica y autocrítica. Apreciación de la diversidad y la multiculturalidad. Competencias sistémicas Habilidades de investigación. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica. Capacidad de aprender. Capacidad de adaptarse a nuevas situaciones. Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad)..

4 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Ecatepec del 9 al 13 de noviembre de Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 16 de noviembre de 2009 al 26 de mayo de Instituto Tecnológico de Zacatecas del 12 al 16 de abril de Participantes Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Calkiní, Chihuahua, Superior de Irapuato, Morelia, Saltillo, Superior de Tlaxco y Zacatecas. Academias de Ingeniería en Materiales de los Institutos Tecnológicos de: Irapuato y Saltillo Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Calkiní, Chihuahua, Superior de Irapuato, Morelia, Saltillo, Superior de Tlaxco y Zacatecas. Evento Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería en Materiales. Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería en Materiales. Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería en Materiales.

5 5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO Seleccionar la técnica instrumental adecuada para la caracterización de un material. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Comprender la estructura atómica Conocer las diferentes estructuras cristalinas Aplicar los conocimientos fundamentales de cristalografía Correlacionar los fundamentos de óptica y de mecánica cuántica Entender problemas de análisis vectorial Saber trabajar en laboratorio de forma individual y por equipos Estequiometria de reacciones Principios generales de química Preparación de soluciones Fundamentos de termodinámica y cinética Conceptos básicos de metrología Fundamentos de calculo 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Técnicas espectroscópicas 1.1 Fundamentos de espectroscopia 1.2 Espectroscopia de absorción atómica 1.3 Espectroscopia de emisión 1.4 Espectroscopia de fluorescencia 1.5 Espectroscopia UV-vis 1.6 Espectroscopia infrarroja 1.7 Espectroscopia Raman 1.8 Resonancia magnética y nuclear 1.9 Espectrofotometría de masas 2 Técnicas fisicoquímicas 2.1 Tamaño de partícula (BET, difracción lasser, potencial Z) 2.2 Técnicas reológicas (viscosidad y densidad) 2.3 Análisis térmicos (DTA, TGA, DSC, Dilatometría) 2.4 Cromatografía 2.5 Dispersión de luz 2.6 Métodos electrométricos

6 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS El profesor debe: Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccióndeducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación Propiciar el uso adecuado de conceptos y de terminología científico-tecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante.

7 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN La evaluación debe ser continua y cotidiana por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, con énfasis en: Exposiciones en clase. Reporte de Investigación documental. Reporte de visitas industriales resaltando el grado de integración con la teoría. Elaboración de Mapas conceptuales. Ensayo de la asistencia a foros y conferencias. Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos. Portafolio de evidencias. Reportes de prácticas de laboratorio y productos obtenidos UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Técnicas espectroscópicas Competencia específica a desarrollar Comprender el concepto de la técnicas espectroscópicas y su aplicación en ingeniería de materiales Identificar los componentes básicos de los equipos, su función, aplicación, alcances y limitaciones. Actividades de Aprendizaje Revisar en clase que es una técnica de análisis Instrumental de espectroscopia de emisión. Analizar y discutir la importancia de la técnica de espectroscopia de fluorescencia en ciencia e ingeniería de materiales. Identificar los componentes de un equipo de análisis instrumental y su función. Analizar los tipos de muestras que pueden caracterizarse a través de las Técnicas de análisis. Investigar las técnicas de preparación de muestras. Elaborar mapas conceptuales de las espectroscopia UV-visible, Infrarroja y Raman y presentarlos en sesiones grupales. Identificar y comparar las diferentes interacciones de la energía con la materia y su manifestación en el espectro de absorción atómica. Analizar el comportamiento dual de la radiación electromagnética. Analizar y explicar los cambios energéticos en la materia cuando interactúa con la radiación electromagnética. Reconocer los principios básicos de la técnica de Resonancia magnética nuclear. Interpretar los espectros que se generan con cada una de las técnicas de análisis.

8 Analizar artículos técnicos de aplicación de cada técnica de Análisis y discutir en sesiones grupales Realizar prácticas demostrativas y discutir resultados. Unidad 2: Técnicas fisicoquímicas Competencia específica a desarrollar Comprender los conceptos de las técnicas fisicoquímicas y su aplicación en ingeniería de materiales Identificar los componentes básicos de los equipos, su función, aplicación, alcances y limitaciones. Actividades de Aprendizaje Investigar y analizar los conceptos básicos de: BET, difracción, lasser, potencial Z Investigar los principios de la técnicas reológicas (viscosidad y densidad). Explicar los conceptos básicos de Análisis térmicos: DTA, TGA, DSC Identificar y aplicar los métodos de la Dilatometria. Realizar practicas demostrativas y discutir resultados en sesiones individuales y grupales Elaborar mapas metales con la información obtenida en cada tema.

9 11.- FUENTES DE INFORMACIÓN 1. Douglas, Skoog, Leary, James. Análisis Instrumental. McGraw Hill, 5ª, edición. 2. Robinson, James, Skell, W. y Frame. Eileen. Instrumental Analyses. CRC. 3. Settle, Frank A. Handbook of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry, Prentice Hall. 4. Páginas electrónicas 5. Merrit, Willard, Settle Dean. Métodos Instrumentales de Análisis. Editorial Iberoamericana. 6. Manual de Operación del Analizador de Carbono y Azufre. LECO Se sugiere recurrir a textos de mecánica cuántica, fenómenos de superficie, fisicoquímica 12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS Prácticas demostrativas de las diferentes Técnicas de Análisis Fundamentos de espectroscopia Espectroscopia de absorción atómica Espectroscopia de emisión Espectroscopia de fluorescencia Espectroscopia UV-vis Espectroscopia infrarroja Espectroscopia Raman Resonancia magnética y nuclear Espectrofotometría de masas Tamaño de partícula (BET, difracción lasser, potencial Z) Técnicas reológicas (viscosidad y densidad) Análisis térmicos (DTA, TGA, DSC, Dilatometría) Cromatografía Dispersión de luz Métodos electrométricos