PROGRAMA ANALÍTICO
QUÍMICA GENERAL Y LABORATORIO
Sigla : QMC - 100 Duración : 20 Semanas
Nivel : 1er Semestre Cátedra : 4 Horas semanales
Programa : Semestral Laboratorio : 4 Horas semanales
Pre-requisito : Ninguno Auxiliatura : 2 Horas semanales
OBJETIVOS DEL CURSO
- El objeto general del curso es proporcionar y capacitar al estudiante en fundamentos básicos y elementales de Química General, que le permita razonar el planteamiento de problemas y utilizar definiciones y métodos para resolverlos y experimentarlos. Observar, investigar y deducir principios de fenómenos Químicos aplicando el método científico.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Conocer el estado gaseoso y aplicar las leyes de los gases
- Calcular y preparar Soluciones.
- Plantear y resolver problemas de: Equilibrios Químicos e iónico
- Plantear, resolver problemas y aplicar los tres Principios de
- Aplicar las leyes de la electroquímica
JUSTIFICACIÓN
El conocimiento de Química General llega a ser imprescindible para Ingeniería.
COMPETENCIAS
- Interpreta las leyes fundamentales de la química general
- Plantea y encuentra soluciones.
- Emprende la aplicación a diversos problemas en Ingeniería.
- Conoce la teoría y explica fenómenos químicos
CONTENIDO MÍNIMO
1. ESTADO GASEOSO
2. ESTADO LÍQUIDO
3. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS
4. EQUILIBRIO QUÍMICO
5. ACIDOS, BASES Y EQUILIBRIO IÓNICO
6. ELECTROQUIMICA
7.PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA y TERMOQUÍMICA
8. SEGUNDO Y TERCER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
PROGRAMA DE TEMAS
CAPITULO I. ESTADO GASEOSO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· Acerca de las propiedades de los gases y como difieren de sólidos y líquidos
· Acerca de las leyes de los gases y de la ecuación de estado
· Acerca de la descripción cinético molecular de los gases
· Acerca del significado molecular de la temperatura
CONTENIDOS
1.1 Ley de Dalton de las presiones parciales. 1.2. Gases húmedos. 1.2.1. Diferencia entre gas y vapor. 1.3. Gas húmedo. 1.3.1. Humedad relativa. 1.3.2. Humedad absoluta. 1.4. Teoría cinética de los gases. 1.4.1. Velocidad de las moléculas. 1.4.2. Ecuación fundamental de la teoría cinética de los gases. 1.4.3. Temperatura y su significado. 1.4.4. La teoría cinética y la ecuación de estado. 1.4.5. Efusión y difusión. 1.4.6. Ley de la efusión de Graham. 1.4.7. Difusión y trayectoria libre media. 1.5. Los gases reales. Desviaciones del comportamiento ideal. 1.5.1. Ecuación de Van der Waals.
CAPITULO II. ESTADO LÍQUIDO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· Acerca de las propiedades de los líquidos y como difieren de sólidos y gases
· Acerca de la descripción cinético molecular de los líquidos
· A usar terminología de cambio de fases
· A describir evaporación, condensación y ebullición
· A interpretar diagramas de fase
· A realizar cálculos de presión de vapor
CONTENIDOS
2.1. Introducción. 2.2. Características generales de los líquidos. 2.3. Teoría cinética de los líquidos. 2.4. Propiedades de los líquidos. 2.4.1. Densidad. 2.4.2. Viscosidad. 2.4.3. Tensión superficial. 2.4.4. Acción capilar. 2.5. Cambios de estado. 2.5.1. Relación energética entre fases. 2.6. Equilibrio líquido – vapor. 2.6.1. Presión de vapor. 2.6.2. Relación entre presión de vapor y temperatura. 2.6.3. Explicación de la presión de vapor a nivel molecular. 2.6.4. Punto de ebullición. 2.6.5. Ecuación de Clasiuss – Clapeyron. 2.7. Diagramas de fase. 2.8. Problemas.
CAPITULO III. DISOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Aprender, acerca de los factores que favorecen el proceso de disolución Acerca de la disolución de sólidos en líquidos , líquidos en líquidos y gases en líquidos
· Como afectan a la solubilidad la temperatura y el disolvente
· A expresar las concentraciones de las disoluciones
· Acerca de las propiedades coligativas
· Acerca de las pseudo disoluciones
CONTENIDOS
3.1. Definición. 3.2. Pseudo soluciones. Suspensión, Coloides y Emulsión. 3.3. Componentes de una solución. 3.3.1. Soluto. 3.3.2. Solvente. 3.4. Clasificación de las soluciones. 3.5. Unidades de concentración. 3.5.1. Unidades Físicas. 3.5.2. Unidades Químicas. 3.6. Espontaneidad del proceso de disolución. 3.6.1. Efecto de la temperatura en la solubilidad. 3.6.2. Efecto de la presión en la solubilidad. 3.7. Balance de materia en disoluciones. Diluciones. 3.8. Propiedades coligativas. 3.9. Descenso de la presión de vapor y la Ley de Raoult. 3.10. Aumento del punto de ebullición. 3.11. Descenso del punto de congelación. 3.12. Disociación de electrolitos y propiedades Coligativas. 3.13. Osmosis y presión Osmótica. 3.14. Problemas.
CAPÍTULO IV. EQUILIBRIO QUÍMICO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· Las ideas básicas del equilibrio químico
· Que es una constante de equilibrio y su significado
· A realizar cálculos con las constantes de equilibrio
· A reconocer los factores que afectan a los equilibrios, predecir los efectos resultantes y cuantificarlos
CONTENIDOS
4.1. Reacciones químicas. 4.2. Velocidad de reacción. 4.3. El estado de equilibrio. 4.3.1. Propiedades del equilibrio químico. 4.4. La constante de equilibrio. 4.4.1. Deducción de la constante. 4.4.2. Reglas para la constante de equilibrio. 4.5. Aplicaciones de la constante de equilibrio. 4.5.1. Predicción de la dirección de la reacción. 4.5.2. Cálculos con la constante de equilibrio. 4.6. Otras formas de expresión de la constante de equilibrio. 4.6.1. Constante de equilibrio de presiones. 4.6.2. Constante de equilibrio de fracciones molares. 4.6.3. Constante de equilibrio de numero de moles. 4.7. Factores que afectan al equilibrio. 4.7.1. Principio de Le Chatelier. 4.7.2. Cambio en las concentraciones de reactivos o productos. 4.7.3. Cambio en el volumen del sistema. 4.7.4. Cambio en la presión del sistema. 4.7.5. Cambio en la temperatura del sistema. Ley de Van´t Hoff. 4.8. Catalizadores. 4.9. Problemas.
CAPÍTULO V. ÁCIDOS, BASES Y EQUILIBRIO IÓNICO
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· A reconocer electrolitos fuertes y debeles y calcular las concentraciones de sus iones
· A comprender al agua como disolvente y su participación en el equilibrio. Su auto ionización
· A comprender las escalas de pH y como se usa
· A usar constantes de ionización
· A calcular el pH de diferentes sistemas ácidos y básicos
· A comprender el equilibrio de sustancias poco solubles
CONTENIDOS
5.1. Propiedades de los ácidos y las bases. 5.2. Teorías sobre los ácidos y las bases. 5.2.1. Teoría de Arrhenius. 5.2.2. Teoría de Bronsted-Lowry. 5.2.3. Teoría de Lewis. 5.3. Fuerza relativa de los ácidos y bases. 5.3.1. Ácidos y bases fuertes. 5.3.2. Ácidos y bases débiles. 5.4. Auto ionización del agua. 5.4.1. Producto iónico del agua y Kw. 5.5. Índice del ión hidrógeno pH. 5.5.1. Significado del pH. 5.5.2. Escala de pH. 5.5.3. Relación entre pH y pOH. 5.6. pH de diferentes sistemas ácidos y básicos. 5.6.1. Ácidos fuertes. 5.6.2. Bases fuertes. 5.6.3. Ácidos débiles. 5.6.4. Bases débiles. 5.6.5. Sales. 5.6.6. Mezclas de ácido y base conjugados. Soluciones amortiguadoras. 5.6.7. Mezclas de ácidos y bases. Neutralización. 5.6.8. Mezclas de ácidos. 5.6.9. Mezclas de bases. 5.7. Curvas de Titulación. 5.8. Producto de solubilidad. 5.9. Problemas.
CAPITULO VI.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Aprender:
- Usar la terminología de la electroquímica
- Conocer el comportamiento de los electrolitos en solución
- Conocer y usar la ley de Faraday de la electrólisis
- Conocer procesos de refinado y electro deposición de metales
- Conocer el funcionamiento de las celdas electrolíticas y de las células voltaicas
CONTENIDOS
6.1. Corriente eléctrica. 6.2. Unidades eléctricas. 6.3. Clasificación de Conductores. 6.4. Resistencia de. 6.5. Conductores Electrónicos. 6.6. Conductividad de Electrolitos. 6.7. Conductividad Equivalente.6.8. Conductividad Equivalente Límite. 6.9. Leyes de Kohlrausch. 6.9. Relación de Arrhenius. Grado de Ionización. 6.10. Teorías de la Disociación Iónica. 6.11. Celdas galvánicas y electrolisis. 6.11.1. Aspectos Generales. 6.11.2. Leyes de Faraday.
CAPITULO VII. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA Y TERMOQUÍMICA
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· La terminología de la termodinámica
· El concepto de funciones de estado
· El primer principio de la termodinámica
· A realizar cálculos de Calor , Trabajo, Cambio de entalpía y Cambio de energía interna para diferentes procesos
· La ley de Hess y su uso en las reacciones químicas
CONTENIDOS
7.1. Naturaleza e importancia de la termodinámica. 7.2. La energía. 7.2.1. Unidades y su clasificación. 7.2.2. Calor y trabajo. 7.2.3. Calor sensible y calor latente. 7.3. Algunos términos termodinámicos. 7.3.1. Sistema. 7.3.2. Clasificación de los sistemas.7.4. Definiciones termodinámicas. 7.4.1. Propiedades de un estado termodinámico. 7.5. Trabajo y energía. 7.5.1. Posición y energía potencial. 7.5.2. Movimiento y energía cinética. 7.5.3. Cambio de presión – volumen. 7.5.4. Energía interna. 7.6. Primer principio de la termodinámica. 7.6.1. Cambios energéticos en procesos cíclicos. 7.7. Relaciones matemáticas de los cambios de estado. 7.7.1. Cambios energéticos en relación con los cambios en las propiedades del sistema. 7.7.2. Cambio de estado a volumen constante. 7.7.3. Cambio de estado a presión constante. 7.8. Relación entre entalpía y energía interna. 7.9. Calor específico y capacidad calorífica molar.7.9.1. Capacidad calorífica a volumen constante. 7.9.2. Capacidad calorífica a presión constante. 7.9.3. Relación entre Cp y Cv. 7.10. Procesos termodinámicos. 7.10.1. Proceso adiabático. 7.10.2. Proceso isotérmico. 7.10.3. Proceso isocórico. 7.10.4. Proceso isobárico. 7.10.5. Ciclos termodinámicos. 7.11. Termoquímica. 7.11.1. Condiciones estándar. 7.11.2. Ecuación termoquímica. 7.11.3. Balance de energía en reacciones químicas. 7.11.4. Entalpía molar de los elementos. 7.11.5. Entalpía estándar de formación. 7.11.6. Entalpía estándar de reacción. 7.11.7. Leyes de termodinámica. 7.11.7.1. Ley de Hess. 7.11.8. Factores que influyen en las ecuaciones termoquímicas. 7.12. Calorimetría. 7.12.1. Calor sensible y calor específico de las sustancias. 7.12.2. Calor latente. 7.12.3. Curvas de calentamiento y enfriamiento. 7.13. Problemas.
CAPITULO VIII. SEGUNDO Y TERCER PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Aprender:
· Acerca de la espontaneidad de los procesos
· A comprender la relación de entropía y orden
· El segundo principio de la termodinámica
· El tercer principio de la termodinámica
· A calcular variaciones de entropía, energía libre de Gibas
· A usar los cambio de energía libre de Gibas para predecir la espontaneidad de un proceso y su factibilidad
· A relacionar termodinámica y equilibrio
CONTENIDOS
8.1. El segundo principio de la termodinámica. 8.2. La función entropía. 8.3. Tercer principio de la termodinámica. 8.4. Determinación de los cambios de entropía. 8.5. Cambio de entropía con la temperatura. 8.6. La energía libre de Gibbs. 8.7. Cambios de entalpía libre con la temperatura. 8.8. Relación entre G° y Kp. 8.8. Problemas.