FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

Transcripción

1 FACULTAD DE INGENIERÍA ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA Nombre de la materia: QUÍMICA AMBIENTAL Clave Facultad: Clave CACEI:... CI Clave U.A.S.L.P.:... No. de créditos: 6 Nivel del Plan de Estudios:... V Carrera: Ingeniería Ambiental Horas/Clase/Semana: 3 Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 0 Horas totales/semestre: 48 Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3 Fecha última de Revisión Curricular: MAYO DEL 2014 Materia(s) requisito: QUÍMICA DE SOLUCIONES (4008) OBJETIVO DEL CURSO Comprender y aplicar los conceptos básicos de química pertinentes para la Química Ambiental con relación a las transformaciones de la materia en la atmósfera, en la hidrosfera y en los ambientes terrestres. Comprender los procesos fisicoquímicos y biológicos que regulan la concentración de algunos contaminantes importantes de atención prioritaria en la actualidad. CONTENIDO TEMÁTICO Contenido temático y objetivos por unidad. 1. Conceptos básicos 2 h Objetivo particular: Revisar conceptos básicos de amplia aplicación al estudio de las transformaciones químicas de la materia en los diferentes compartimentos ambientales (aire, agua, suelo) 1.1. Reacciones químicas 1h Reacciones ácido-base Reacciones oxido-reducción Reacciones de disolución-precipitación Reacciones de complejación 1.2. Equilibrio Químico y Cinética química 1h Equilibrio químico Aplicación de conocimientos previos 2. Química de la Atmósfera 1 Objetivo particular: Conocer la composición, propiedades y función de la atmósfera terrestre y comprender las transformaciones químicas de la materia en este compartimento ambiental

2 2.1. Naturaleza y regiones de la atmósfera Estratificación de la atmósfera Composición química de la atmósfera Circulación del aire Clima Albedo, efecto invernadero e inversiones 2.2. Reacciones químicas en la atmósfera 3h Reacciones del oxígeno atmosférico Reacciones del nitrógeno atmosférico Reacciones del carbono atmosférico Reacciones ácido-base en la atmosfera 2.3. Contaminantes atmosféricos y sus fuentes 3h Material particulado Gases inorgánicos Sustancias orgánicas 2.4. Efectos de la contaminación atmosférica 4h Gases de efecto invernadero y calentamiento global Gases inorgánicos y lluvia ácida Transporte y efectos de material particulado Smog fotoquímico CFC y destrucción de la capa de ozono Calidad del aire en interiores Exposición oral, investigación y discusión de temas de temas 3. Química de la Hidrosfera 14 h Objetivo particular: Conocer la composición y propiedades de la hidrosfera y comprender las transformaciones químicas de la materia en este compartimento ambiental 3.1 La importancia de las propiedades del agua 1h Efecto de la temperatura sobre la densidad del agua Calor específico Capacidad disolvente Tensión superficial 3.2. Ciclo hidrológico 1h 3.3. Composición de las aguas naturales Agua continental superficial: ríos, lagos y humedales Agua continental subterránea Aguas oceánicas 3.4. Química de las disoluciones acuosas Concepto de hidratación Conceptos de ph y potencial óxido-reducción Especiación química de sustancias disueltas 3.5. Química de las aguas naturales 4h Disolución de gases: oxígeno y CO Alcalinidad y dureza Procesos de complejación Procesos de oxidación-reducción Procesos de adsorción-desorción 3.6. Fuentes de contaminación de las aguas naturales Contaminantes orgánicos Contaminantes inorgánicos Contaminación biológica 3.7. Efectos de la contaminación de las aguas naturales Alteraciones en la calidad de las aguas subterráneas debidas a la presencia de As y F y sus efectos Alteraciones en la calidad del agua por la presencia de químicos tóxicos persistentes y sus efectos Contaminación por metales pesados y/o metaloides Contaminación por microorganismos patógenos de artículos científicos

3 4. Química del Suelo 1 Objetivo particular: Conocer la composición, propiedades y función del suelo y comprender las transformaciones químicas de la materia en este compartimento ambiental 4.1. Suelo: composición y función Composición de suelos: fracciones sólida, líquida y gaseosa Función del suelo como regulador en el transporte de sustancias químicas El perfil del suelo 4.2. Procesos fisicoquímicos en el suelo 4h Intemperismos físico y químico Mineralización de materia orgánica Fenómenos coloidales Reacciones óxido-reducción en suelos Reacciones ácido-base en suelos Adsorción e intercambio de iones Acidez y alcalinidad Salinidad 4.3. Contaminación de suelos: metales 3h Fuentes Geodisponibilidad, movilidad y biodisponibilidad Interacción con los componentes del suelo Efectos de la contaminación de suelos por metales 4.4. Contaminación de suelos: sustancias orgánicas 3h Fuentes Degradación y persistencia Interacción con los componentes del suelo Efectos de la contaminación de suelos por sustancias orgánicas de artículos científicos 5. Ciclos biogeoquímicos 8h Objetivo particular: Comprender el transporte natural de los principales elementos químicos de interés ambiental entre los diferentes componentes bióticos y abióticos considerando las perturbaciones antropogénicas que lo modifican 5.1. Nitrógeno, Carbono, Oxígeno, Fósforo y Azufre 4h Abundancias y propiedades Ciclos biogeoquímicos Funciones en sistemas biológicos y ambientales 5.2. Hierro, Arsénico, Plomo y Mercurio 4h Abundancias y propiedades Ciclos biogeoquímicos Funciones en sistemas biológicos y ambientales Exposición oral, investigación y discusión de temas de temas y exposición oral frente a grupo

4 METODOLOGÍA Estrategias de enseñanza y aprendizaje Exposición del maestro con apoyo de recursos visuales y audiovisuales Tareas previas y posteriores a cada tema Evaluación de conceptos formales en exámenes parciales Evaluación de la capacidad de síntesis e integración del conocimiento mediante exámenes parciales, redacción de ensayos y exposición oral de temas EVALUACIÓN Elaboración y/o presentación Periodicidad Abarca Ponderación Primer examen 1 Unidades 1 y 2 20% Segundo examen 1 Unidad 3 y 4 20% Actividad 1 1 Trabajo de Investigación Unidad 1 10% Actividad 2 1 Trabajo de investigación Unidad 2 10% Actividad 3 1 Trabajo de investigación Unidad 3 10% Actividad 4 1 Trabajo de investigación Unidad 4 10% Actividad 5 1 Trabajo de investigación y 20% exposición frente a grupo de uno de los casos de estudio indicados en la Unidad 5 TOTAL 100% Examen ordinario La calificación final es el promedio de los cuatro exámenes escritos al final de cada sección o tema en los que se evaluará la comprensión del alumno de la teoría de base Se asignarán Trabajos de Aplicación (unidad 5, 20%), en el que se evaluará la capacidad del estudiante para aplicar los conceptos teóricos aprendidos en cada tema; esta evaluación se hará de acuerdo a un reporte escrito y la presentación oral del trabajo Examen a título Examen teórico sobre todo el temario Examen de regularización Examen teórico sobre todo el temario

5 BIBLIOGRAFÍA Bibliografía y recursos informáticos. Textos básicos Chang R Química. 9ª ed. Mc Garw Hill, USA Figueruelo, J.E Química Física del Ambiente y de los Procesos Medioambientales. Ed. Reverté, Barcelona. Manahan, SE, Environmental chemistry, 6a ed. Lewis, Boca Raton, Fl. Sposito, G The Chemistry of Soils. 2a ed. Oxford University Press, N.Y. Stumm, W. y Morgan, J.J Aquatic Chemistry. Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. 3a ed. Wiley Intersciences. USA. Textos complementarios Adrián Fernández Bremauntz, Mario Yarto Ramírez y José Castro Díaz (compiladores) Las sustancias tóxicas persistentes en México. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Instituto Nacional de Ecología 1ª Ed. México. Baird C Environmental chemistry. 2a ed. W.H. Freeman and Company, USA Hemond HF, Fechner-Levy EJ Chemical fate and transport in the environment. Academic Press, N.Y. Schwarzenback RP, Gschwend RM, Imboden DM Environmental organic chemistry. John Wiley and Sons, N.Y. Spiro, TG, Stigliani, WM Chemistry of the environment. Prentice-Hall, New Jersey. Williams. I Environmental Chemistry. A Modular Approach. John Wiley & Sons, LTD, Gran Bretaña. Sitios de Internet