FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA

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1 FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE QUIMICA INFORMACION GENERAL Nombre de la asignatura Química de Materiales ID SIU Periodo Académico Créditos 3 Pre-requisitos Ninguno Periodicidad Semestral Modalidad del curso Presencial con apoyo virtual Componentes Horas por semana Teoría 2 Taller 2 laboratorio 0 Profesor(es): Correo electrónico Horario de Oficina atención Carlos Enrique Daza daza-carlos@javeriana.edu.co 2h/semana León Dario Pérez leon.perez@javeriana.edu.co 2h/semana Henry Cordoba Ruiz hcordoba@javeriana.edu.co 2h/semana Descripción de la asignatura Intencionalidad Formativa Competencias En los materiales comúnmente empleados en obras civiles: aceros, aluminio, cerámicos (ladrillos, yesos, vidrio), constituyentes de morteros (cal, cemento) mezclas asfálticas, maderas y polímeros, se identificaran las principales propiedades fisicoquímicas, las cuales, determinan sus usos y los efectos que el medio ambiente ejerce sobre ellos (corrosión) El uso de materiales modernos en obras civiles que sustituyen a los tradicionales, exige comprender las interacciones complejas que ocurren entre ellos y con su entorno, en una situación específica, conocimiento que le aportaría a quien lo adquiere, una mayor competitividad en su ejercicio profesional En un mercado laboral global, el conocimiento básico de la química de materiales de construcción empleados en obras civiles, es necesario para homologar títulos y de tal manera prestar un servicio profesional. Saber-Saber Clasificar los materiales de construcción de acuerdo con su composición, estructura, entorno y método de producción para un uso específico en la Ingeniería Civil. Establecer las relaciones existentes entre la estructura cristalina, morfología, composición y reactividad química de los metales, polímeros y sólidos compuestos con sus propiedades fisicoquímicas para predecir su uso como materiales de construcción. Saber-Hacer Aplicar teorías y modelos matemáticos fundamentales de la

2 química en el cálculo de variables fisicoquímicas que predicen las características y/o el comportamiento ante el medio ambiente de un material. Realizar razonamientos matemáticos haciendo uso de la constante de equilibrio para determinar la solubilidad de sólidos iónicos y su efecto sobre la meteorización de rocas y suelos. Proponer métodos de prevención de la corrosión de metales conociendo los factores externos que la pueden favorecer para incrementar la vida útil de los materiales metálicos. Criterios de desempeño Contenidos temáticos Estrategias pedagógicas Objetivos de aprendizaje Saber-Ser Adquirir una actitud crítica y comprometida con el medio ambiente que prevenga el uso indiscriminado de materias primas para la obtención de materiales de construcción. Desarrollar una actitud adecuada para el trabajo en grupo que permita el desarrollo participativo y activo en actividades como la preparación de una exposición o el desarrollo de un taller. Aprobado con 60% de los logros establecidos Conceptos sobre el átomo, enlace, la estructura cristalina, el proceso de solidificación de metales, de solubilización acuosa y equilibrio químico de materiales cerámicos, potencial z para suspensiones coloidales y reacciones de oxi-reducción para explicar el deterioro de materiales metálicos. En cada tema se hace presentación de los conceptos por parte del profesor, para fundamentar la base de discusión en el taller, de los conceptos fundamentales y descriptivos. Los estudiantes aclaran y se apropian los conceptos a través de la discusión y desarrollo de ejercicios en clase. El proceso se complementa con ejercicios y lecturas durante el trabajo individual y la presentación de los conceptos desarrollados analizando las propiedades de materiales empleados en obras civiles. Diferenciar los tipos de enlaces químicos (primarios y/o secundarios) para establecer la dureza de un material. Calcular la densidad volumétrica de un metal a partir de modelos cristalinos. Identificar los tipos de defectos cristalinos para establecer su relación con las propiedades macroscópicas de un sólido. Realizar cálculos de concentración de una solución usando diferentes tipos de unidades. Determinar la concentración de especies en el equilibrio de un sistema acuoso para calcular el ph de una solución de ácidos o bases débiles. Calcular el valor del potencial de una celda galvánica compuesta por dos metales para establecer las condiciones que pueden conducir a la corrosión de un metal. Conocer el concepto de potencial zeta y su aplicación en la

3 estabilización de suspensiones coloidales. Bibliografía, Textos guía Otra bibliografia Smith W. y Hashemi J.. Ciencia e ingeniería de materiales. McGraw Chang, R. Química General. Mac GrawHill Askeland, D.R., Ciencia e Ingeniería de los materiales, 3 Edición, Thomson Editores, Hernández, F. y A Martín. Introducción a la química de materiales. Editorial Rugarte Baquero, R. El fascinante mundo del estado sólido: la superconductividad. UPTC Brown, T. L., Lemay Jr., H. E. Química. La Ciencia Central. Ed. Pearson Education Chung, Yip-wah, Introduction to materials science and engineering. CRC Press, Sears, F. W., Zemansky, M. W., Física Universitaria. Ed. Pearson Education Morrison R.T y Boyd R.N., Química Orgánica, 5º ed., Addison-Wesley Iberoamericana, U.S.A, Callister W.D., Jr. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los materiales. University of Utah, Salt Lake City, EE.UU. Tercera edición González-Viñas, Wenceslao y Manzini Hector. Ciencia de los materiales, Editorial Ariel 2005 e-book 10. González F. Introducción a la geoquímica. Secretaría General de la OEA. Programa Regional de desarrollo Científico y tecnológico. Washington, D.C, Krauskopf KB. and Bird D:K. Introduction to geochemistry. McGraw-Hill,1995 CRONOGRAMA DE LA ASIGNATURA QUIMICA DE MATERIALES Semana Fecha Tema a Tratar Estrategia pedagógica 1 Semana del 23 de julio 2 Semana del 30 de julio 3 Semana del 6 4 Semana del 13 Materiales clasificación, relación de las propiedades de los materiales con la composición, estructura, entorno y método de producción. Manejo de unidades. El átomo. Peso molecular. Definición de mol y número de Avogadro. Configuración electrónica. Tabla periódica. Composición de Mezclas. Orbítales atómicos, hibridación y orbitales moleculares. Tipos de enlaces químicos: iónico, covalente y metálico y su relación con la conductividad eléctrica y calórica Fuerzas secundarias (fuerzas de Van der Walls, puentes de hidrógeno) y su relación con las temperaturas de fusión

4 5 Semana del 20 6 Semana del 27 7 Semana del 3 8 Semana del 10 9 Semana del Semana del Semana del 1 Semana del 8 12 Semana del Semana del Semana del Semana del 5 16 Semana del Semana del Semana del 26 y ebullición. Tipos de sólidos Estructuras cristalinas y amorfas. Estudio de la estructura cristalina común en metales. Cálculo de la densidad a partir del modelo cristalino. Proceso de solidificación de metales Primer parcial Proceso de solidificación de metales y su efecto sobre las redes cristalinas y las propiedades mecánicas (ductilidad y fragilidad) de los metales: imperfecciones. Disoluciones acuosas. Unidades de concentración. Equilibrio químico. Chatelier. SEMANA DE REFLEXIÓN Principio de Le Ácidos y bases. Electrolitos. Definición y cálculo del ph. Equilibrios en solución. Ejercicios de refuerzo Segundo Parcial Oxidación y corrosión de metales, corrosión electroquímica. Ley de Nernst. Velocidad de corrosión. Tipos de corrosión y métodos de inhibición de la corrosión Soluciones coloidales. Definición de Potencial Z Materiales de construcción empleados en obras civiles con bajo impacto ambiental Materiales de construcción empleados en obras civiles con bajo impacto ambiental Ejercicios de refuerzo Tercer Parcial Sesión de ejercicios y examen escrito Sesión de ejercicios y examen escrito Exposiciones de estudiantes Exposiciones de estudiantes Sesión de ejercicios Examen escrito ASPECTOS POR EVALUAR Y FORMAS DE EVALUACIÓN Dos parciales (cada uno 20%) = 40%. Examen final = 20% Exámenes cortos = 20%. Exposición (poster y presentación) = 20% 100%

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