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UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ÁREA: CIENCIAS BÁSICAS Y MATEMÁTICAS


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1 UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ÁREA: CIENCIAS BÁSICAS Y MATEMÁTICAS Programa de la asignatura de: QUÍMICA BÁSICA CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA MODULO: PRIMERO DURACIÓN DEL CURSO SEMANAS: 32 HORAS TOTALES: 96 HORAS A LA SEMANA: 3 NÚMERO DE CRÉDITOS: 12 LABORATORIO: SI OBLIGATORIA: SI OPTATIVA: NO Es requisito indispensable para acreditar una materia que incluye prácticas de laboratorio, que el alumno apruebe las prácticas correspondientes. Este criterio es obligatorio para las evaluaciones ordinaria, extraordinaria y extraordinaria de regularización. Seriación obligatoria antecedente: ninguna Seriación obligatoria consecuente: Termodinámica II OBJETIVO GENERAL: Proporcionar los conocimientos básicos de las principales propiedades químicas de los gases, líquidos, sólidos y metales, para que el alumno resuelva diferentes tipos de problemas. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 1. Servir de apoyo a otras materias propias de la especialidad, como termodinámica, acondicionamiento de aire, ciencia de los materiales, etc. 2. Comprobar en el laboratorio la exactitud de algunas ecuaciones relacionadas con las propiedades químicas de la materia. 3. Determinar experimentalmente la magnitud de diferentes variables químicas de la materia. 4. Desarrollar en el alumno metodologías relativas al manejo e interpretación de datos obtenidos experimentalmente. 5. Fomentar en el alumno el interés de conocer más a cerca de la materia que lo rodea. 6. Comprender el impacto ambiental de la contaminación química y, el manejo inadecuado de los residuos químicos. TEMAS DEL PROGRAMA DE QUÍMICA BÁSICA CONTENIDO DEL PROGRAMA DE QUÍMICA BÁSICA CAPITULO 1. CANTIDAD DE SUBSTANCIA. Objetivo: El Alumno aplicará los conceptos químicos elementales de una sustancia Tabla periódica de los elementos 1.2. Estructura Atómica Número Atómico y número de Masa. 1 de 6

2 1.4. Isótopos Comparación entre los diámetros atómico y nuclear Masa y carga del Protón, del Neutrón y del Electrón Masa atómica Unidad de masa atómica (uma) Masa atómica relativa Masa molecular relativa Masa atómica absoluta Equivalencia entre la uma y el gramo Comparación entre las masas atómica y nuclear Cantidad Mínima de Sustancia Moléculas y otras unidades mínimas Pesos atómicos y moleculares Significado conceptual de las fórmulas Escritura de fórmulas Número de oxidación CAPITULO 2. TIPOS DE ENLACE QUÍMICO Objetivo: El Alumno conocerá tipos de enlace químico y su presencia en diferentes materiales Modelo atómico orbital del enlace 2.2. Regla del octeto 2.3. Escala de electronegatividades de Pauling 2.4. Unión covalente simple, doble, triple y Coordinada (enlace de compuestos de coordinación) 2.5. Unión covalente polar y no polar 2.6. Red covalente 2.7. Notación de Lewis 2.8. Fuerzas de cohesión intermolecular Por dipolos permanentes Por puentes de hidrógeno Por dipolos temporarios Redes moleculares Unión y red iónica Unión y red metálica 2.9. Repulsión interna de los cuerpos Significado de la temperatura Agitación térmica Concepto del cero absoluto Existencia de las sustancias como cuerpo sólido, líquido o gaseoso según predomine la cohesión o la repulsión internas. CAPITULO 3. ESTEQUIOMETRÍA. Objetivo: El Alumno realizará el balance de ecuaciones químicas, para efectuar cálculos químicos La ecuación química Patrones de reactividad química Pesos atómicos y moleculares Número de Avogadro: el mol Formulas químicas, análisis químico experimental Calculo químico a partir de ecuaciones químicas balanceadas Reactivo limitante La pureza de los reactivos y rendimiento de las reacciones Nomenclatura tradicional y sistemática de Stock de óxidos, ácidos, hidróxidos y sales sencillas Mínimo número de fórmulas de química para ilustrar la adversidad de Cadenas, Funciones e Isomería. CAPITULO 4. SISTEMAS MATERIALES. Objetivo: El Alumno conocerá y comprenderá, los principios básicos de los sistemas materiales. 2 de 6

3 4.1. Sistemas Materiales Propiedades intensivas y extensivas Sistemas homogéneos, heterogéneos e inhomogéneos Concepto de Variable de Estado. CAPITULO 5. ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA. Objetivo: El Alumno describirá las características elementales para la agregación de la materia en gases, líquidos y sólidos Estados físico o de agregación 5.2. Nombres de los Cambios 5.3. Gases Descripción cinético-molecular del estado gaseoso Correlación con las propiedades: presión, temperatura, volumen, densidad, miscibilidad y compresibilidad de los gases Líquidos Descripción de su estructura interna Presión de vapor Punto de ebullición Calor latente de Vaporización Viscosidad Tensión superficial Sólidos Descripción de su estructura interna (Amorfos y Cristalinos) Cohesión interna Puntos de fusión comparativos de los sólidos moleculares, covalentes, iónicos y metálicos Calor latente de fusión Presión de vapor del sólido Punto de sublimación Calor latente de sublimación Cambios de Estado Diagrama de fases de una sustancia Punto Triple Interpretación de los gráficos presión-temperatura del agua y del dióxido de carbono. CAPITULO 6. SOLUCIONES Y SUS PROPIEDADES. Objetivo: El Alumno describirá las características y principales propiedades de soluciones Composición de las soluciones: unidades de concentración Masa porcentual (% m/m, %m/v, %v/v) Molaridad Normalidad Fracción molar 6.2. Propiedades del soluto en solución Soluciones no saturadas, saturadas y sobresaturadas Curvas de solubilidad de sólidos en líquidos Soluciones de gases en líquidos Ley de Henry Ley de Distribución 6.3. Concepto básico sobre ácidos, bases y sales Ecuaciones iónicas Reacciones de oxido reducción: conceptos básicos Estequiometría de soluciones y análisis químico Equilibrio químico y Constante de equilibrio. 3 de 6

4 CAPITULO 7. QUÍMICA DE LOS METALES Objetivo: El Alumno comprenderá el concepto de cinética, valorando los mecanismos de reacción Generalidades Definición Estructura y enlace Propiedades Los iones de los metales en Disolución acuosa Disolución de sales iónicas Hidratación de los Cationes Interpretación de la interacción catión-disolvente Celda electrolítica y generación de electricidad Principales tipos de pilas Proceso de electrolisis 7.6. Estructura electrónica y comportamiento químico de los metales alcalinos, alcalinotérreos, metales de transición Propiedades y reactividad del estado elemental de estos metales 7.8. Principales compuestos de metales de grupo I, II y de metales de transición y su aplicación industrial 7.9. Estado natural Métodos generales de obtención de metales Métodos de separación de mecánica Métodos de separación química Obtención de hierro fundido y de acero Obtención de aluminio Lantánidos, actinidos y radioactividad CAPITULO 8. TIPOS DE DISPERSIÓN Objetivo: El alumno conocerá diferentes tipos de dispersión y sus características Dispersión. Tipos de dispersión (soluciones reales, coloidales, suspensiones) 8.2. Definición de coloide 8.3. Características de los sistemas coloidales 8.4. Afinidad de el medio de dispersión 8.5. Relación área/volumen 8.6. Clasificación de sistemas coloidales 8.7. Preparación de sistemas coloidales Métodos de agregación (condensación) Métodos de disgregación (dispersión) 8.8. Métodos de purificación 8.9. Fenómenos de superficie CAPITULO 9. CINÉTICA QUÍMICA Objetivo: El alumno comprenderá el concepto de cinética, valorando los mecanismos de reacción Qué es la cinética química? 9.2. Mecanismos de reacción 9.3. Mediciones de velocidad de reacción Leyes de velocidad Reacciones de primer orden Reacciones de segundo orden. 4 de 6

5 ESTRATEGIA DIDÁCTICA X Exposición oral X Búsqueda de información documental por parte del alumno. X Técnicas grupales para la resolución de ejercicios. X Tareas y trabajos extra clase. X Utilización de recursos audiovisuales y de tecnología de punta. X Exposiciones por parte del alumno. X Participación del alumno en clase. X Participación activa del alumno en la construcción de su conocimiento. Seminarios. X Taller para la solución de Problemas. X Practicas de Laboratorio. Practicas de campo. Otras: ELEMENTOS DE EVALUACIÓN X Participación en clase. X Ejercicios y trabajos realizados en el Taller. X Trabajos y tareas extra clase. X Exposición de temas de investigación en forma grupal e individual. X Practicas de laboratorio reportadas por escrito. X Participaciones. X Examen por parciales. X Examen departamental. Otros CONOCIMIENTOS Ing. Química PERFIL DEL DOCENTE EXPERIENCIA PROFESIONAL Haber trabajado en el área Haber impartido clase. Formación pedagógica. HABILIDADES Domino de la asignatura Manejo de grupos Comunicación (transmisión de conocimiento). Capacidad de análisis y síntesis. Manejo de materiales didácticos. Creatividad. Capacidad para realizar analogías y comparaciones en forma simple. Capacidad para motivar al Auto Estudio, el Razonamiento y la investigación. Ética. ACTITUDES Honestidad. Compromiso con la docencia. Crítica Fundamentada. Respeto y Tolerancia. Responsabilidad Científica. Liderazgo. Superación personal, docente y profesional. Espíritu cooperativo. Puntualidad. Compromiso social. 5 de 6

6 BIBLIOGRAFÍA 1. BORROW, Fisicoquímica, REVERTE. 2. MANRIQUE, José A., Termodinámica, 3a edición, México. Harla, CHANG Raymond, Química, México, McGraw-Hill, MORTIMER Charles, Química, México, Iberoamérica, BROWN Theodore; Le May Eugene y Burnsten Bruce, Química. La Ciencia Central, México, Prentice-Hall, MORRISON Robert T. y Boyd, Robert N., Química Orgánica, 5a edición, México, Addison Wesley, RAKOFF Henry y Rose Norman C., Química Orgánica Fundamental, México, Limusa-Noriega, 2000 Última actualización: 7 de Agosto de Acta No. 18 H.C.T. ciclo de 6

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