Fundamentos químicos en enxeñaría

Obxectivo Xeral:

Trátase dunha materia introductoria cuxo obxectivo é que o alumno entre en contacto cos conceptos básicos da Ciencia Química, achegándolle as ferramentas adecuadas para afrontar os contidos do Módulo de Química Industrial. Ademais, fomentarase no alumno o interese pola aprendizaxe da Química, tendo en conta o papel relevante que esta desempeña na natureza e na sociedade actual.

Obxectivos específicos:

- Comprender os principios básicos da termodinámica.
- Entender a termodinámica da reacción química.
- Comprender o concepto de equilibrio químico e os factores que afectan ao estado de equilibrio
- Aplicar os conceptos de equilibrio químico a sistemas ácido-base, redox e de precipitación.
- Coñecer os conceptos básicos da electroquímica de pilas galvánicas.
- Comprender os conceptos básicos da cinética química, a súa metodoloxía e a aplicación ao estudo de reaccións simples.


Con18: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos
métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

Habilidades o destrezas

H/D02: Comunicación oral y escrita en lenguas propias y alguna extranjera
H/D05: Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica.

Tema 1. Enlace químico.
Estructuras de Lewis. Enlace covalente. Enlace polar. Enlace iónico. Teoría de enlace-valencia. Teoria TRECV. Orbitais moleculares.

Tema 2 Reaccións químicas e estequiometría.
Ecuacións químicas. Estequiometría e reactivo limitante. Grado de avance dunha reacción. Reaccións en disolución. Ecuación iónica global.

Tema 3. Termodinámica do equilibrio químico.
1º principio da Termodinámica. Entalpía. Calores de reacción. 2º y 3º principios da Termodinámica. Entropia. Criterios de espontaneidade. Enerxía de Gibbs y Equilibrio químico. Constante de equilibrio. Cociente de reacción. Principio de Le Châtelier.

Tema 4 Cinética.
Velocidade das reaccións químicas. Medidas da velocidade de reacción. Ecuación de velocidade. Orde de reacción. Reaccións de orde 0, 1 e 2. Dependencia da velocidade de reacción coa temperatura.

Tema 5. Equilibrio ácido-base.
Principais teorías ácido-base. Escala de pH. Fortaleza de ácidos e bases. Ácidos polipróticos. Hidrólise. Efecto do ion común. Disolucións reguladoras. Neutralización, Valoracións e Indicadores

Tema 6. Precipitación e solubilidade.
Constante do produto de solubilidade e solubilidade molar. Criterios de precipitación e precipitación fraccionada. Efecto do ion común. Efecto do pH. Ions complexos e solubilidade.

Tema 7. Equilibrio redox.
Número de oxidación. Semireaccións de oxidación e reducción. Ecuación iónica global. Axuste dunha reacción red-ox.

Tema 8. Métodos volumétricos de análise e técnicas de análise instrumental.
Análise químico. Medida: precisión e exactitude. Erro de medida. Calibrado. Clasificación das técnicas de análise instrumental. Calculos volumétricos. Tipos de volumetrías.

Tema 9. Electroquímica.
Células electroquímicas. Potenciais estándar de electrodo. Ecuación de Nernst. Corrosión. Electrolisis


Programa de prácticas:

Práctica 1. Equilibrio ácido-base: Valoración acido-base mediante volumetría e potenciometría.
Práctica 2. Termoquímica: Determinación calorimétrica da calor de neutralización.
Práctica 3. Electroquímica: Estudo de diferentes sistemas redox.
Práctica 4. Cinética Química: Estudo Cinético da Reacción de Oxidación do Ion Yoduro polo Ion Persulfato.

Bibliografía básica e complementaria
Básica (manual de referencia):
• PETRUCCI, R. H. et al., 2017. Química General : Principios y aplicaciones modernas, 11ª edición. Madrid: Pearson. ISBN: 978-84-9035-533-6
• PETRUCCI, R. H. et al., 2017. Química General : Principios y aplicaciones modernas[en liña] 11ª edición. Madrid: Pearson. ISBN: 978-84-9035-533-6


Complementaria:

De Química Xeral:
• CHANG, Raymond, 2017. Química, 12ª edición. México: McGraw Hill. ISBN 978-607-15-1393-9
• DOMINGUEZ REBOIRAS, Miguel A.,2006. Química. La Ciencia Básica. Madrid: Thomson. ISBN 849723475

Recursos en liña:
• ROSENBERG, Jerome L, Lawrence M. EPSTEIN, Peter J. KREIGER, 2009. Química (Serie Schaum) [en liña] 9ª Edición. México: McGraw Hill. ISBN 9789701068885. Dispoñible en: https://issuu.com/wilsonmoscoso/docs/quimica_general_y_organica_schawn_9

Competencias

Comp04: Capacidad para comprender y aplicar los principios de conocimientos básicos de la química general,
química orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería.

Comp08: Capacidad de resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico
y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial.

Conocimientos

Con18: Conocimiento en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos
métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

Habilidades o destrezas

H/D02: Comunicación oral y escrita en lenguas propias y alguna extranjera
H/D05: Capacidad para aplicar los conocimientos en la práctica.

A) Clases expositivas en grupo grande: Lección impartida polo profesor que pode ter formatos diferentes (teoría, problemas e/ou exemplos xerais, directrices xerais da materia…). O profesor pode contar con apoio de medios audiovisuais e informáticos pero, en xeral, os estudantes non necesitan manexalos en clase. Habitualmente estas clases seguirán os contidos do manual de referencia indicado na bibliografía e os alumnos disporán do material (diapositivas, boletíns de problemas, enlaces de interés, etc) na Aula Virtual. Preténdese que estas clases sexan o punto de partida para que o alumno desenvolva as capacidades de análises e sínteses dos aspectos máis relevantes da materia e que lle sirvan de guía para o desenvolvemento da súa aprendizaxe autónoma.


B) Seminarios interactivos: Clase teórico/práctica na que se propón e resolven aplicacións da teoría, problemas, ejercicios… O alumno participa activamente nestas clases de distintas formas: entrega de exercicios ao profesor (algúns dos propostos en boletíns de problemas que o profesor entrega aos alumnos coa suficiente antelación a través da Aula Virtual); resolución de exercicios no aula, etc. O profesor pode contar con apoio de medios audiovisuais e informáticos pero, en xeral, os estudantes non os manexarán en clase. Inclúense as probas de avaliación se as houber. A asistencia a estas clases será obrigatoria xa que nelas poderán realizarse probas non anunciadas e/ou pediráselle os alumnos que entreguen traballos feitos na aula. As actividades a desenvolver nestas clases enfócanse principalmente a que os alumnos traballen as capacidades de resolución de problemas, de traballo en equipo e de desenvolvemento de habilidades nas relacións interpersoais.


C) Clases prácticas de laboratorio: Inclúense aquí as clases que teñen lugar nun laboratorio de prácticas. Nelas o alumno adquire as habilidades propias dun laboratorio de química e consolida os coñecementos adquiridos nas clases de teoría.
Para estas prácticas, o alumno disporá dun guión de cada unha das prácticas a realizar coa suficiente antelación na Aula Virtual do curso. O alumno deberá acudir a cada sesión de prácticas habendo lido atentamente devanditos guións asi como o manual de funcionamento básico das practicas (que inclúe aspectos claves do PRL). Ao comezar cada sesión de prácticas os alumnos responderán durante 5 ou 10 minutos a unhas cuestións previas sobre o desenvolvemento da práctica para saber se están en condicións de comezar. Tras unha explicación do profesor, o alumno realizará individualmente ou por parellas, as tarefas e cálculos necesarios para a consecución dos obxectivos da práctica, recollendo no diario de laboratorio o desenvolvemento da práctica e os cálculos e resultados que procedan. O profesor poderá pedir ao alumno que lle mostre o diario de laboratorio en calquera momento. A realización das prácticas será obrigatoria xa que supón unha porcentaxe dos créditos totais da asignatura e polo tanto tamén da nota final. Ademáis, as prácticas constituen a base dos traballos que se realizarán nas tutorías de grupo. As clases prácticas compoñen un elemento fundamental para a aprendizaxe do alumno xa que axudan tanto a consolidar os conceptos teóricos explicados en clase, como a que o alumno desenvolva a súa capacidade de aplicar os conceptos teóricos a unha práctica. Ademais da aprendizaxe autónoma, nestas clases preténdese que o alumno desenvolva a súa capacidade de análise, de resolución de problemas tanto de forma individual como fomentando o traballo en equipo e as súas habilidades para as relacións interpersoais.



D) Titorías en grupo reducido: Suporán 1 horas para cada alumno. Nestas clases os alumnos deberán expor, debater ou comentar as aquelas actividades previamente expostas polo profesor. As actividades realizaranse individualmente ou en grupo segundo indique o profesor. A asistencia ás tutorías será obrigatoria e a participación nas mesmas será avaliada. Na preparación das actividades expostas cada alumno terá que traballar individualmente as capacidades de análises e sínteses, aprendizaxe autónoma e resolución de problemas.

Titorías individualizadas: cada docente ten asignadas seis horas semanais para a atención do alumnado no despacho mediante titorías individualizadas que poden ser presenciais ou telématicas, empregando unha herramienta informática para a realización de titorías on-line.

Durante o desenvolvemento da materia farase uso do Campus Virtual. A través desta ferramenta os alumnos disporán de toda a información relativa á materia: distribución do programa da materia, das clases e datas de entregas nun horario detallado, soporte para atopar as transparencias de clase, boletíns, actividades a realizar, intercambio de ficheiros, anuncios concretos,… Tamén se lles dará a posibilidade de entregar os traballos das actividades programadas a través de devandita plataforma.


Competencias:
Clases expositivas: Comp4 Comp8
Seminarios: Comp8
Titorias: Comp8
Prácticas de laboratorio: Comp4

Distribución da cualificación.
Exame(1): 45%
Avaliación contínua
Traballos/actividades(2): 35%
Titoriais(3): 15%
Informe do profesor (4): 5%


A cualificación final do alumno distribúese, segundo indícase na táboa anterior, en catro subapartados.
(1)Realizarase un exame ao final do cuadrimestre no que se avaliará a aprendizaxe dos contidos e a capacidade para a resolución de problemas de forma individual.

(2) Os traballos realizados durante as sesións de seminario e nas prácticas de laboratorio serán avaliadas a capacidade de resolución de problemas individualmente ou en grupo e a habilidade para realizar as tarefas de laboratorio.

(3)Nas tutorías en grupo avaliaranse a capacidade de análise e síntese e a capacidade para aprender de xeito autónomo algunha cuestión puntual exposta polo profesor.

(4) O profesor avaliará tamén a evolución seguida polo alumno ao longo do cuadrimestre, a súa participación nas clases, a súa capacidade para planificar as actividades, a súa disposición ante a toma de decisións e a súa actitude durante o cuadrimestre.

Para superar a materia será imprescindible realizar as prácticas de laboratorio. Ademais será necesario obter, como mínimo, un 5 sobre 10 na cualificación global. Para obter unha nota final como media ponderada dos distintos apartados, esixirase alcanzar unha puntuación mínima de 3,5 sobre 10 no exame. As cualificacións dos traballos, actividades e titorías comunicaránselle ao alumno antes do exame.

Aqueles alumnos que non sexan avaliados en ningún dos apartados, constarán como “non presentados”.

A asistencia ás clases interactivas e ás tutorías en grupo tamén é obrigatoria. Aínda que a asistencia en si mesma non será tida en conta á hora de realizar a avaliación, o profesor poderá realizar probas e actividades que si serán avaliadas como parte da avaliación continua. Aqueles alumnos que non realicen e/ou entreguen devanditas probas ou traballos terán un cero en devandita actividade.

Avaliación por competencias
As competencias serán avaliadas nos distintos traballos e actividades propostas de acordo co seguinte cadro
Código competencia .........Traballo.....Titorías.......informe.......Exame
Comp4................................. X.......... X..............X.............X
Comp8..................................X...........X..............X.............X


O profesor analizará con aqueles alumnos que non superen con éxito o proceso de avaliación, e así o desexen, as dificultades atopadas na aprendizaxe dos contidos da materia.

Os alumnos que non superen a materia en xaneiro terán unha segunda oportunidade de exame en xullo, manteranse as cualificacións obtidas nos outros apartados durante o curso. A avaliación terá a mesma distribución que na primeira oportunidade.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudiantes e de revisión de cualificacións.

Clases maxistrais:
Horas presenciais = 28
Horas traballo alumno = 35
ECTS = 2,5

Seminarios:
Horas presenciais = 10
Horas traballo alumno = 14
ECTS = 0,8

Aula informática:
Horas presenciais = 0
Horas traballo alumno = 0
ECTS = 0

Prácticas de laboratorio:
Horas presenciais = 12
Horas traballo alumno = 8
ECTS = 0,8

Titorías grupo:
Horas presenciais = 1
Horas traballo alumno = 8
ECTS = 0,4

Titorías individualizadas:
Horas presenciais = 1
Horas traballo alumno = 8
ECTS = 0,4

Exame e revisión
Horas presenciais = 4
Horas traballo alumno = 22
ECTS = 1,1

Total:
Horas presenciais = 55
Horas traballo alumno = 95
ECTS = 6

Recoméndase que a formación do alumno sexa de perfil científico-tecnolóxico. Dentro dese perfil, ademais da química, resulta recomendable cursar materias de matemáticas e física. Ademais, o coñecemento de inglés podería ser unha ferramenta moi útil xa que permitiría aos alumnos acceder a un maior número de recursos: páxinas web específicas para os contidos ou de temas de interese relacionados cos contidos, libros, artigos científicos, etc.

- É aconsellable asistir ás clases expositivas.

- Para establecer un primeiro contacto cos contidos dos temas recoméndase ler o manual proposto na bibliografía. Deste xeito o alumno xestionará mellor o tempo de estudo xa que en caso de ter que consultar algo en Internet podería facer unha procura máis concreta sen deterse en páxinas de pouca ou ningunha utilidade.

- É importante realizar as actividades propostas polo profesor nas clases interactivas e nas tutorías de grupo.

- Unha vez finalizada a lectura dun tema no manual de referencia, é útil facer un resumo dos puntos importantes, identificando as ecuacións básicas que se deben recordar e asegurándose de coñecer tanto o seu significado como as condicións nas que se poden aplicar.

- É imprescindible a preparación das prácticas, individualmente ou en grupo, antes da entrada no laboratorio. En primeiro lugar, débense repasar os conceptos teóricos importantes en cada experimento e, a continuación, é necesario ler con atención o guión da práctica, intentando entender os obxectivos e o desenvolvemento do experimento proposto. Calquera dúbida que puidese xurdir deberá ser consultada co profesor.

Haberá un grupo de docencia en galego e outro en inglés.

Aqueles alumnos que teñan dificultades para realizar as diferentes actividades que compón a avaliación continua, poden solicitar a axuda do profesor, que lles atenderá no horario asignado para as tutorías individuais e que se indicará na guía docente.

As faltas de asistencia a clases que son de carácter obrigatorio deberán ser debidamente xustificadas.

A admisión e permanencia do alumnado matriculado no laboratorio de prácticas require que estes coñezan e cumpran as normas incluídas no Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais da Escola Técnica Superior de Enxeñería, dispoñible no apartado de seguridade da súa nova web ao que podes acceder do seguinte xeito:

1. Accede á túa intranet.
2. Entra en Documentación/Seguridade/Formación.
3. Preme en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espacios experimentais.