Carrera: Ingeniería Química. Asignatura: Química II. Área del Conocimiento: Ciencias Básicas. Química II CB11 Licenciatura Ingeniería Química

Transcripción

1 Carrera: Ingeniería Química Asignatura: Química II Área del Conocimiento: Ciencias Básicas Generales de la Asignatura: Nombre de la Asignatura: Clave Asignatura: Nivel: Carrera: Frecuencia (h/semana): Teoría: Laboratorio: Total horas en el período escolar: Créditos: Fecha de Elaboración: Química II CB11 Licenciatura Ingeniería Química de Marzo de 2003 Objetivo general: Proporcionar al alumno conocimientos suficientes de química moderna para sus estudios especializados. Descripción sintética: Conociendo el principio de las fuerzas intermoleculares, se establecerán las condiciones necesarias para que exista solubilidad, se utilizarán las diferentes formas de expresar concentraciones, se analizará si se puede establecer un equilibrio o hacia donde se desplaza la reacción, se asentarán los cambios de velocidad de reacción en función de la concentración, el tiempo y la temperatura, se conocerá la termodinámica de los procesos, se analizarán las reacciones químicas que hacen funcionar una pila, los metales y la metalurgia y se tratarán materiales poliméricos y cerámicos. Aportación de la asignatura al Perfil del Egresado: Aporta conocimientos de la química inorgánica moderna como ciencia básica y fundamental para el Ingeniero químico, además de desarrollarle habilidades para la solución de problemas, trabajo en equipo, manejo de información, autoaprendizaje, comunicación efectiva y adaptación al cambio. Contenido (temario): TEORÍA Unidad 1 Unidad 2 Unidad 3 Unidad 4 Unidad 5 Fuerzas Intermoleculares, líquidos y sólidos Soluciones Equilibrio Químico Cinética Química Termodinámica Química Pág. 1 de 8

2 Unidad 6 Unidad 7 Unidad 8 Electroquímica y pilas Metales Materiales Modernos. Descripción detallada del contenido de las Unidades: TEORÍA Unidad 1 Fuerzas Intermoleculares, líquidos y sólidos 1.1. Comparación molecular de líquidos y sólidos 1.2. Fuerzas intermoleculares Fuerzas Ion-dipolo Fuerzas dipolo-dipolo Fuerzas de dispersión de London Puentes de hidrógeno Comparación de fuerzas intermoleculares 1.3. Propiedades de los líquidos Viscosidad Tensión superficial 1.4. Cambios de fase Cambios de energía que acompañan a los cambios de fase Curvas de calentamiento Temperatura y presión críticas 1.5. Presión de vapor Presión de vapor en el nivel molecular Volatilidad, presión de vapor y temperatura Presión de vapor y punto de ebullición 1.6. Diagramas de fases Diagramas de fases del CO 2 y H 2 O 1.7. Estructuras de sólidos Estructuras cristalinas Unidad 2 Soluciones 2.1 Formas de expresar la concentración Porcentaje en masa y volumen Fracción molar Molaridad Molalidad Normalidad Pág. 2 de 8

3 2.2 Soluciones saturadas y solubilidad soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas 2.3 Factores que afectan la solubilidad Interacciones soluto-solvente Efectos de presión Efectos de temperatura 2.4 Propiedades coligativas Abatimiento de la presión de vapor Elevación del punto de ebullición Depresión del punto de congelación Osmosis 2.5 Coloides Coloides hidrofílicos e hidrofóbicos. Unidad 3 Equilibrio Químico 3.1 El concepto de equilibrio 3.2 La constante de equilibrio Expresión de la constante de equilibrio en términos de presión k p Magnitud de la constante de equilibrio El sentido de la ecuación química y k 3.3 Equilibrios heterogéneos 3.4 Cálculo de constantes de equilibrio Como relacionar k c y k p 3.5 Aplicaciones de las constantes de equilibrio Predicción del sentido de la reacción Calculo de las concentraciones de equilibrio 3.6 El principio de Le Chátelier Cambios de concentración de reactivos o productos Efectos de los cambios de volumen y presión Efecto de los cambios de temperatura El efecto de los catalizadores Unidad 4 Cinética Química 4.1 Velocidad de reacción Velocidad en términos de concentración Velocidad de reacción y estequiometría 4.2 Velocidad y concentración Orden de reacción Pág. 3 de 8

4 4.2.2 Unidades de las constantes de velocidad 4.3 Concentración y tiempo Reacciones de primer orden Vida media Reacciones de segundo orden 4.4 Temperatura y velocidad El modelo de colisiones Energía de activación La ecuación de Arrhenius Unidad 5 Termodinámica Química 5.1 La naturaleza de la energía Energía cinética y potencial Unidades de energía Sistemas y entorno 5.2 Primera ley de la termodinámica Energía interna Relación entre Procesos endotérmicos y exotérmicos Funciones de estado 5.3 Entalpía 5.4 Entalpías de reacción 5.5 Calorimetría Capacidad calorífica y calor específico Calorimetría a presión constante Bomba calorimétrica 5.6 Ley de Hess 5.7 Entalpías de formación Unidad 6 Electroquímica y pilas 6.1 Celdas voltaicas 6.2 Efecto de la concentración sobre la FEM de la celda 6.3 Celdas voltaicas comerciales Unidad 7 Metales 7.1 Minerales y metalurgia Presencia y distribución de los metales 7.2 Pirometalurgia Pág. 4 de 8

5 7.2.1 Pirometalurgia del hierro Formación del acero 7.3 Hidrometalurgia Hidrometalurgia del aluminio 7.4 Electrometalurgia Electrometalurgia del sodio Electrometalurgia del aluminio Electrorrefinado del cobre 7.5 Aleaciones Compuestos intermetálicos Unidad 8 Materiales Modernos. 8.1 Cristales líquidos Fases líquido-cristalinas 8.2 Polímeros Tipos de polímeros Estructuras y propiedades físicas de los polímeros 8.3 Materiales cerámicos Procesamiento de materiales cerámicos Materiales cerámicos compuestos Aplicaciones de los materiales cerámicos Materiales cerámicos superconductores 8.4 Películas finas Aplicaciones de las películas finas Formación de películas finas Objetivos por Unidad: TEORÍA Unidad 1 Fuerzas Intermoleculares, líquidos y sólidos Que el alumno entienda la naturaleza y la intensidad de las fuerzas intermoleculares para que esté en capacidad de relacionar la composición y la estructura de las moléculas con sus propiedades físicas. Unidad 2 Soluciones Que el alumno conozca el efecto de las fuerzas intermoleculares en las interacciones entre solutos y disolventes además de saber manejar las diferentes formas de expresar la concentración de las soluciones. Pág. 5 de 8

6 Unidad 3 Equilibrio Químico Que el estudiante aprenda como expresar la posición de equilibrio de una reacción en términos cuantitativos, estudiando los factores que determinan las concentraciones relativas de reactivos y productos en el equilibrio. Unidad 4 Cinética Química Que el alumno sepa como determinar la rapidez con que se lleva a cabo una reacción química y como se puede expresar de forma matemática esta velocidad conociendo los factores que la afectan. Unidad 5 Termodinámica Química Que el alumno examine las relaciones entre las reacciones químicas y los cambios de energía. Unidad 6 Electroquímica y pilas Que el alumno conozca las relaciones que existen entre la electricidad y las reacciones químicas en la construcción de baterías. Unidad 7 Metales Que el estudiante visualice las formas químicas que los metales adoptan en la naturaleza y los medios para obtener metales de estas fuentes, además del empleo de los metales y sus aleaciones. Unidad 8 Materiales Modernos. El alumno estudiará las propiedades y aplicaciones de varios tipos de materiales aplicando los principios adquiridos durante el curso. Evaluación del Curso: Tipo de evaluación Porcentaje Desarrollo del Conocimiento Exámenes parciales Examen Final Tareas Proyectos Participación en el aula 30% 20% 10% 10% Desarrollo de Habilidades Trabajo en equipo Comunicación oral y escrita Planteamiento y solución de problemas Desarrollo de Actitudes Responsabilidad Colaboración Pág. 6 de 8

7 Compromiso TOTAL Material o Equipo Requerido: Pizarrón blanco/marcadores Cañón y computadora Problemarios Laboratorio 100 % Frecuencia de uso Diario Una vez al mes Diario Bibliografía: Chang, R. (2001) Química. 7ª edición. Mc. Graw-Hill. México Brown, T. (1998) Química la Ciencia Central. 7ª edición Prentice Hall. México. Whitten, K. (1992) Química General. 3 a edición Mc. Graw-Hill.. México. Butler. (1998) Química Inorgánica. Principios y Aplicaciones. 1ª edición. Addison Wesley Longman. México. Sherman, A.(1999) Conceptos Básicos de Química. 6ª edición. CECSA. México. Malone. (1999) Introducción a la Química. 2ª edición. Limusa Wiley. México. Spenser J.(1998) Química, Estructura y Dinámica. 1ª edición. CECSA. México. Benson. (1999) Cálculos Químicos. 1ª edición. Limusa. México. Candelaría, E. (1996) Problemarios de Química I. 1ª edición. Trillas. México. Candelaría, E. (1996) Problemarios de Química II. 1ª edición. Trillas. México. Pág. 7 de 8

8 Universidad Autónoma de Coahuila Asignatura: Química II RESPONSABLES Director de la Coordinador de la Reforma Curricular Dr. Rubén García Braham Ing. Ernesto Oyervides Valdez Secretario Académico de la Facultad Diseñador de la Asignatura MC. Ma. Auxiliadora Valdés Flores M.C. Elia Martha Múzquiz Ramos Pág. 8 de 8