guía especifica fundamentos quimicos

7/23/2019 Gua especifica fundamentos quimicos

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GUA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA:

Fundamentos Qumicos de la Ingeniera

Curso 2014 2015

Grados en:

INGENIERA ELCTRICA

INGENIERA ELECTRNICA INDUSTRIAL Y

AUTOMTICA


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FUNDAMENTOS QUMICOS DE LA INGENIERA

NDICE DE CONTENIDOS

1.- Plan de trabajo 3

2.- Orientaciones para el estudio de los contenidos 6

2.1.-Orientaciones concretas para el estudio. Programa

de la asignatura 7

2.2.- Introduccin a los temas

2.2.1.- Primer bloque 14

2.2.2.- Segundo bloque 16

2.2.3.- Tercer bloque 17

2.3.- Resultados del aprendizaje 19

2.4.-Contextualizacin 20

3.-Orientaciones para la realizacin de actividades 20

3.1.-Orientaciones sobre las Pruebas de EC 21

3.2.- Prcticas de laboratorio 21

3.3.- Informe del profesor tutor 223.4. Pruebas Presenciales 22

3.5.- Evaluacin final 22

4.- Equipo docente 23

1.- PLAN DE TRABAJO


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Los contenidos del programa de la asignatura se encuentran totalmente desarrolladosen las Unidades Didcticas Qumica Aplicada a la Ingeniera editadas por la UNED y son eltexto base de estudio de la misma.

Los estudiantes de esta asignatura generalmente comienzan sus estudios en laUniversidad y quiz no estn acostumbrados al manejo de varios textos para realizar el estudio,

es por esto por lo que en las Unidades Didcticas se ha ajustado el contenido, la extensin yprofundidad en las mismas a los temas del programa que se va a exigir en las diferentespruebas: pruebas de evaluacin a distancia y exmenes finales. Por tanto, las UnidadesDidcticas son autosuficientes para superar la asignatura.

El programa de la asignatura se ha estructurado en 21 temas que se distribuyen en tresbloques temticos atendiendo al objeto de esta disciplina dentro del Plan de Estudios:

Termodinmica, cintica, equilibrio qumico, electroqumica

Qumica inorgnica industrial

Qumica orgnica industrial

Al planificar los contenidos del curso se ha buscado un equilibrio, por una parte, entre laprofundizacin en el estudio de los principales conceptos bsicos de qumica, que en granmedida deben ser conocidos por los alumnos de etapas docentes anteriores, y, por otra, laexposicin de una serie de temas de carcter tecnolgico relativos al conocimiento de laspropiedades y aplicaciones de los productos qumicos y materiales relacionados de intersindustrial.

Para conseguir los objetivos propuestos en el estudio de esta asignatura, se precisan lossiguientes apartados:

Aprender los contenidos tericos recogidos en el libro de texto.

La resolucin de las Pruebas de Evaluacin a Distancia. (PED) o (PEC)

La lectura de artculos relacionados con los contenidos del programa.

El visionado y comentario propio del material audiovisual incorporado en el cursovirtual de la asignatura.

La bsqueda de informacin adicional a travs de internet.

La realizacin obligatoria de prcticas de laboratorio.

Para facilitar la superacin de la asignatura es conveniente planificar el estudio desde elprincipio. El diagrama siguiente muestra un cronograma que marca unas pautas adecuadaspara que el alumno que comience el estudio desde el principio del curso pueda alcanzar losobjetivos al final del mismo.


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Los crditos asignados a esta asignatura son 6 ECTS (crditos europeos) distribuidos en 4,5ECTS (tericos) + 1,5 ECTS (prcticos). Considerando que cada crdito ECTS corresponde aunas 25 horas de trabajo del estudiante y que se cuenta con unas 15 semanas se precisan unas150 horas de estudio:

6 ECTS x 25 horas/ECTS = 150 horas de estudio

distribuidas en las distintas partes del programa:

1 Parte: 1,5 ECTS tericos + 0,5 ECTS prcticos = 2 ECTS x 25 horas/ECTS = 50 horas

2 parte: 1,5 ECTS tericos + 0,5 ECTS prcticos = 2 ECTS x 25 horas/ECTS = 50 horas

3 parte: 1,5 ECTS tericos + 0,5 ECTS prcticos = 2 ECTS x 25 horas/ECTS = 50 horas

En el diagrama de tiempos se representan en azul los contenidos del primer bloquetemtico (Principios de Qumica), en morado el segundo (Qumica Inorgnica Industrial), y enverde el tercer bloque (Qumica Orgnica Industrial)

En la distribucin de horas, que es solo una estimacin, se ha tenido en cuenta eltiempo dedicado al estudio terico y a la resolucin de problemas, aunque cada estudiantelleva su propio ritmo de aprendizaje y es conveniente por tanto dedicarle un tiempo apersonalizarlo de acuerdo con su situacin personal. Tambin se indica la programacin detareas para la evaluacin continua.

Abreviaturas:

AE: Ejercicio de Autoevaluacin

PEC: Prueba de Evaluacin Continua


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DIAGRAMA DE TIEMPOSMes Octubre Noviembre Diciembre

Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tema 1 ----- 1 AE

Tema 2 ----

Tema 3 -- -

Tema 4 ----

Tema 5 ---

Tema 6 ---- 2AE

Tema 7

Tema 8 ---

Tema 9 ----

Tema 10 -- ---

Tema 11 --- 3 EA

Tema 12 ---- 1PEC

Tema 13 -----

Tema 14 -------

Tema 15 ----

Tema 16 --

Tema 17

Tema 18

Tema 19

Tema 20

Tema 21


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2.- ORIENTACIONES PARA EL ESTUDIO DE LOS CONTENIDOS

Los contenidos de la asignatura se encuentran totalmente desarrollados en el libro baseQumica Aplicada a la Ingeniera ISBN: 84-362-6092-2. UNED. Segunda edicin, 2010 , delque son autores los profesores del departamento de Qumica Aplicada a la Ingeniera M JosCaselles Pomares, M Rosa Gmez Antn, Mariano Molero Meneses y Jess Sard Hoyo. Estelibro puede adquirirse en las libreras de los Centros Asociados o en la librera de la UNED enMadrid, C/ Bravo Murillo, 38

Los contenidos del libro, Unidades Didcticas UUDD) sedistribuyen en los siguientes temas:

PARTE 1: PRINCIPIOS DE QUMICA

Tema 1.- El tomo mecano-cunticoTema 2.- Enlace qumicoTema 3.- Disoluciones: propiedades coligativas

Tema 4.- Cintica y equilibrio qumicoTema 5.- Equilibrios en disolucin acuosaTema 6.- Termodinmica qumicaTema 7.- Electroqumica

PARTE 2: QUMICA INORGNICA DE INTERS INDUSTRIAL

Tema 8.- El hidrgenoTema 9.- Elementos no metlicos de los grupos VII A y VI ATema 10.- Elementos no metlicos de los grupos V A y IVAATema 11.- Elementos semimetales de los grupos IV A y III A

Tema 12.- Metales: procesos metalrgicos. Metales representativosTema 13.- Metales de transicin. Corrosin metlica

PARTE 3: QUMICA ORGNICA DE INTERS INDUSTRIAL

Tema 14.- Principios de qumica orgnicaTema 15.- Recursos naturales en la industria de la qumica orgnicaTema 16.- HidrocarburosTema 17.- Derivados halogenadosTema 18.- Compuestos oxigenadosTema 19.- Compuestos con nitrgeno

Tema 20.- Compuestos con azufre. Compuestos con silicioPARTE 4: INTRODUCCIN A LA INGENIERA QUMICA

Tema 21.- Conceptos bsicos de ingeniera qumica. Fundamentos Qumicos de la Ingeniera.

A partir de estas Unidades Didcticas Vd. adecuar los contenidos al programa de la

asignatura

2.1.- Orientaciones concretas para el estudio


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A continuacin se resumen los epgrafes y subepgrafes para cada tema sobre los que debecentrar su estudio, ya que son los contenidos reales del programa de la asignatura y suponen labase para la preparacin de las Pruebas de Evaluacin a Distancia y de los Exmenes (PruebasPresenciales ) en este curso.

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA Curso 2014 2015

1 PARTE: PRINCIPIOS DE QUMICA

Tema 1.TEMA DE REPASO. Curso 0 de Qumica de la UNED. Ver en Internet este curso OCW:

http://ocw.innova.uned.es/ocwuniversia/biologia/quimicas

Tema 2.- DISOLUCIONES. PROPIEDADES COLIGATIVAS

2.1 Tipos de disoluciones y formas de expresar su concentracin2.2 Solubilidad. Soluciones saturadas2.3 Factores que afectan a la solubilidad2.4 Propiedades coligativas de las disoluciones

2.4.1 Presin de vapor: Ley de Raoult2.4.2 Elevacin del punto de ebullicin .2.4.3 Descenso del punto de congelacin2.4.4 Presin osmtica

2.5 Propiedades coligativas de las disoluciones inicas.2.6.-Equilibrios cido-base (Cap. 5 de las UUDD)2.7.-Equilibrios de solubilidad (Cap. 5 de las UUDD)

Tema 3- CINTICA Y EQUILIBRIO QUMICO

3.1 Velocidad de reaccin3.2 Influencia de la concentracin. Leyes de velocidad y orden de reaccin.3.4 Factores que influyen en la velocidad de reaccin3.6 Concepto de equilibrio qumico3.7 La constante de equilibrio3.8 Prediccin de la direccin de una reaccin. Cociente de reaccin3.9 Factores que afectan al equilibrio Qumico. Principio de Le Chatelier.

Tema 4.- EQUILIBRIOS EN DISOLUCIN ACUOSA

4.1.- Equilibrios cido base y todos los subepgrafes4.2.-Equilibrios de solubilidad y todos los subepgrafes

Tema 5.- TERMODINMICA QUMICA

5.3 Calor de reaccin5.4 Entalpa y variacin de entalpa5.5 Ecuaciones termoqumicas5.7 Ley de Hess5.8 Entalpa estndar de formacin


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5.9 Procesos espontneos. Entropa y segunda ley de la termodinmica5.11 Entropa estndar y tercera ley de la termodinmica5.12 Energa libre y espontaneidad de una reaccin5.13 Energa libre y temperatura. Energa libre estndar5.14 Energa libre de Gibbs y constante de equilibrio

Tema 6.- ELECTROQUMICA

6.1 Reacciones de oxidacin-reduccin6.2 Pilas galvnicas6.3 Fuerza electromotriz de una pila6.4 Potenciales estndar6.5 Constante de equilibrio y fuerza electromotriz6.6 Efecto de la concentracin sobre la fuerza electromotriz6.7 Celdas voltaicas comerciales6.8 Celdas electrolticas

2 PARTE: QUMICA INORGNICA DE INTERS INDUSTRIAL

Tema 7.- EL HIDRGENO

7.1 El hidrgeno en la naturaleza7.2 Istopos7.5 Sntesis industrial del hidrgeno 8.5.1 Reformado del gas natural y de las Naftas (solo leer)7.5.2 Gasificacin del carbn con vapor de agua (solo leer)

7.5.4 Electrolisis industrial del agua7.6 Aplicaciones industriales del hidrgeno7.7 El hidrgeno como vector energtico7.9 El Agua (Solo leer)7.10 Tratamientos del agua para consumo humano y para usos industriales.7.10.2 Dureza de un agua7.10.3 Mtodos de ablandamiento de aguas para usos industriales

Tema 8.- ELEMENTOS NO METLICOS DE LOS GRUPOS VIIA Y VI A

8.1 Caractersticas generales de los halgenos

8.2 Fuentes preparacin y propiedades de los halgenos (solo leer)8.3 Sntesis industrial del cloro8.4 El cloro en la industria: Aplicaciones8.6 cido clorhdrico: Sntesis y aplicaciones industriales8.9 El oxgeno: Mtodos de obtencin y aplicaciones8.11 El azufre: estado natural. Mtodos de preparacin y aplicaciones8.14 cido sulfrico: Sntesis industrial8.15 Propiedades y aplicaciones del cido sulfrico

Tema 9.- ELEMENTOS NO METLICOS DE LOS GRUPOS VA Y IVA

9.1 Caractersticas generales de los elementos del grupo VA


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9.3 Sntesis industrial del nitrgeno: Licuefaccin-destilacin del aire9.4 Aplicaciones del nitrgeno9.5 El amoniaco: Estructura. Sntesis y aplicaciones industriales9.7 cido ntrico: Sntesis y aplicaciones industriales9.8 Fsforo: mtodos de obtencin. Propiedades y aplicaciones9.9 xidos, oxicidos y oxisales del fsforo9.10 Caractersticas generales de los elementos del grupo IVA

9.11 El carbono en la naturaleza9.12 xidos de carbono. Efectos sobre el medio ambiente9.13 cido carbnico. Carbonatos y bicarbonatos: sntesis y aplicaciones industriales

Tema 10.- ELEMENTOS SEMIMETALES DE LOS GRUPOS IVA Y IIIA

10.1 Introduccin10.3 El silicio. Mtodos de sntesis y aplicaciones10.4 Dixido de silicio10.5 Silicatos naturales. Propiedades y aplicaciones10.6 Vidrios

10.7 Materiales cermicos y refractarios

Tema 11.- METALES: PROCESOS METALRGICOS. METALES REPRESENTATIVOS

11.1 Clasificacin de los metales en el Sistema Peridico (solo leer)11.2 Los metales en la naturaleza11.3 Metalurgia. Procesos de obtencin de los metales11.5 Caractersticas generales de los elementos del grupo IA11.7 Compuestos de sodio y de potasio de inters industrial (solo leer)11.9 Fuentes. Mtodos de obtencin y aplicaciones de los metales alcalinotrreos (solometalurgia del magnesio)

11.10 Compuestos de magnesio y de calcio de inters industrial11.11 Materiales de construccin11.13 El aluminio11.14 Compuestos de aluminio de inters industrial11.6 El Plomo. Sntesis propiedades y aplicaciones11.17 Compuestos de plomo de inters industrial

Tema 12.- METALES DE TRANSICIN. CORROSIN METLICA

12.1 Clasificacin de los metales de transicin (solo leer)12.6 El Hierro y sus compuestos

12.9 Definicin y tipos de corrosin12.10 Corrosin seca o gaseosa12.11 Corrosin electroqumica. Bases de la corrosin electroqumica.12.12 Termodinmica de la corrosin12.13 Cintica de la corrosin12.14 Tipos de corrosin electroqumica12.16 Prevencin y control de la corrosin

3 PARTE: QUMICA ORGNICA DE INTERES INDUSTRIAL


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Tema 13.- PRINCIPIOS DE QUMICA ORGNICA

13.1.- Introduccin (solo leer)13.2 El tomo de carbono13.8.-Clasificacin de las reacciones orgnicas (solo leer los subepfrafes)13.9 Principales funciones orgnicas (solo leer)13.10 Fenmeno de isomera . Tipos

Tema 14.- RECURSOS NATURALES EN LA INDUSTRIA DE LA QUMICA ORGNICA

14.1 Recursos naturales14.2 El carbn

14.2.1 Introduccin14.2.2 Origen del carbn14.2.4 Estructura14.2.5 Tipos de carbn14.2.6 Clasificacin de los carbones14.2.7 Conversin del carbn. Carboqumica

14.2.7.1 Pirolisis14.2.7.3 Hidrogenacin14.2.7.4 Gasificacin

14.2.8 Aplicaciones del gas de sntesis14.3 El petrleo

14.3.1. a 15.3.4 (solo leer)14.3.5.-Fracciones petrolferas14.3.6.- Refino del petrleo

14.3.6.1.- Fraccionamiento del crudo14.3.7.- Procesos de conversin. Petroqumica

14.3.7.1.- Craqueo

14.3.7.2.- Reformado cataltico14.3.7.3.-Reformado con vapor

14.4 Gas natural14.4.2 Tratamientos previos14.4.3 Utilizacin del gas natural14.4.4 Procesos de conversin. Reformado con vapor

14.5 Pizarras y arenas bituminosas (solo leer)14.6 Biomasa

14.6.1.y 15.6.2. (solo leer)15.6.2.1.- Transformaciones sobre la biomasa

14.6.3.- Cultivos energticos

14.6.4.- Biocombustibles14.6.4.1.- Bioalcohol14.6.4.2.-Biodiesel

Tema 15.- HIDROCARBUROS

15.1 Introduccin15.2 Parafinas o alcanos15.3 Olefinas o alquenos15.4 Acetilnicos o alquinos15.5 Naftenos

15.6 Aromticos


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15.8 Reactividad de las parafinas (solo leer las definiciones de los subapartados 15.8.1 a 15.8.5)15.9 Reactividad de las olefinas

15.9.1.- Reacciones de alquilacin15.9.2.- Reacciones de polimerizacin

15.12.- Parafinas de mayor inters industrial15.12.1.-Metano15.12.2.-Etano

15.12.3.-Propano15.12.4.-ter de petrleo15.12.5.-Nafta15.12.6.-Aceites de parafina15.12.7.-Parafina15.12.8.-Gasolina15.12.9.-Gasleo15.12.10.-Lubricantes

. 15.13.- Olefinas de mayor inters15.13.1.-Etileno15.13.2.-Propileno

15.13.3.-Butenos15.13.4.-Butadieno15.13.5.-Isopreno15.13.6.-Plsticos poliolefinas15.13.7.-Cauchos poliolefnicos

15.14 Acetilnicos de mayor inters15.16 Aromticos de mayor inters

15.16.1 . Benceno15.16.2.-Tolueno15.16.3.- Xilenos15.16.6.- Naftaleno

Tema 16.- DERIVADOS HALOGENADOS

16.1 Introduccin16.2 Halogenuros de alquilo

16..2.4.2 Sntesis industrial16.2.5 Productos de inters industrial (solo leer)

16.3.- Halogenuros de arilo. Halogenuros de vinilo16.3.1 Introduccin16.3.6 Productos de inters industrial

16.3.6.2 Cloruro de vinilo

16.3.6.4 Cloropreno16.3.6.5 Tetrafluoretileno

16.3.7 Polmeros halogenados16.3.7.1.- poli(cloruro de vinilo)16.3.7.2.-poli(tetrafluoroetileno)16.3.7.3.- neopreno

Tema 17.- COMPUESTOS OXIGENADOS

17.0.- Introduccin17.1 Alcoholes

17.1.1 Introduccin


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17.1.6 Productos de inters industrial17.1.6.1 Metanol17.1.6.2 Etanol17.1.6.4 Etilenglicol17.1.6.5 Glicerina

17.2 Fenoles17.2.1 Introduccin

17.2.5 Productos de inters industrial17.2.5.1 Fenol17.2.5.3 Bisfenol A17.2.6 Resinas fenlicas

17.3 teres17.3.1 Introduccin17.3.4 Productos de inters industrial

17.3.4.1 ter etlico17.3.4.3 Tetrahidrofurano

17.4 Epxidos17.4.1 Introduccin

17.4.4 Productos de inters industrial17.4.4.1 xido de etileno

17.4.5 Resinas epoxi18.5 Compuestos carbonlicos

17.5.1 Introduccin17.5.4 Mtodos de obtencin

17.5.4.1.a.- Metanal (formaldehido) (solo leer)17.5.4.1.b.- poli(xido de metileno) ( solo leer)17.5.4.1.c.- Acetaldehido (etanal) ( solo leer)17.5.4.1.d.- Benzaldehido ( solo leer)17.5.4.2.a.- Acetona( solo leer)

17.5.4.2.b.- Ciclohexanona ( solo leer)17.6 cidos carboxlicos

17.6.1 Introduccin17.6.4 Compuestos de mayor inters. Sntesis industrial

17.6.4.1 cido frmico17.6.4.2 cido actico17.6.4.3 cido butrico17.6.4.4 cido acrlico17.6.4.5 cidos grasos17.6.4.6 a18.6.4.9 (solo leer)

17.7 Esteres

17.7.1 steres naturales17.7.2 steres sintticos. Polisteres

17.8 Jabones

Tema 18.- COMPUESTOS CON NITRGENO I)

18.1 Nitrocompuestos18.1.5 Compuestos de inters industrial

18.1.5.1.- Nitrometano18.1.5.2.- Nitroetano18.1.5.3.- 2-nitropropano

18.1.5.4.- Nitroglicerina


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18.1.5.5.- Trinitrofenol18.1.5.6.- Dinitrotolueno18.1.5.7.- Trinitrotolueno18.1.5.8.- Nitrocelulosa

18.2 Aminas18.2.1.-Introduccin

18.2.4.2.- Sntesis industrial (solo leer)

18.3 Otros compuestos nitrogenados18.3.2.- Colorantes azoicos ( solo leer)

18.3.3 Amidas (solo leer)18.3.4 Amidas de inters industrial

18.3.4.1.- Acrilamida18.3.4.2.- Urea

Tema 19.- COMPUESTOS CON NITRGENO II)

19.3.5 Polmeros nitrogenados

19.3.5.1 poli(arcrilamida)19.3.5.2 Poliamidas de sntesis

: 19.3.5.2.1.-Nylon19.3.5.2.2.-, Perln19.3.5.2.3.- Kevlar y Nomex

19.3.5.3 Amino resinas (solo leer)19.3.5.5.1.- Poli(uretanos) (solo leer)

19.3.6 Nitrilos (solo leer)19.3.6.1.- Acrilonitrilo

19.3.7 Materiales compuestos de matriz orgnica

19.3.7.1 .-Introduccin19.3.7.2.- Tipos de matrices19.3.7.3.- Tipos de refuerzos19.3.7.4.- Estructuras sndwich

Tema 20.- COMPUESTOS CON AZUFRE. COMPUESTOS CON SILICIO

20.1.- Compuestos con azufre20.1.1.-Acidos sulfnicos (solo leer)20.1.2.- Sulfonamidas ( solo leer)20.1.3.- Detergentes

20.1.3.1.- Fenmeno de detergencia20.1.3.2.- Historia de los detergentes de sntesis ( solo leer)20..3.3.- Clasificacin de los detergentes de sntesis ( solo leer)20.1.3.4.- Formulacin de los detergentes de sntesis

20.2..- Compuestos con silicio20.2.1.- Introduccin20.2.2.-Tipos de compuestos ( solo leer)20.2.3.- Siliconas

Tema 21.- PRINCIPIOS BSICOS DE INGENIERA QUMICA

(Solo el epgrafe 20.4 para la resolucin de problemas de balances)


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2.2.- Introduccin a los temas

2.2.1. Primer bloque de la asignatura

El primer captulo del programa perteneciente al primer bloque es un recopilatorio

de los conceptos bsicos y fundamentales de la Qumica, que Vd. ya ha estudiado en cursosanteriores. Por tanto es un tema que podramos llamar de puesta a punto. Le recomiendo quelea el curso 0 de Qumica que encontrar en la direccinhttp://ocw.innova.uned.es/ocwuniversia/biologia/quimicas y que haga los ejerciciospropuestos en el mismo. Es importantsimo que repase bien la formulacin tanto inorgnicacomo orgnica, ya que la formulacin es el lenguaje de la qumica y sin l, difcil le ser

resolver las cuestiones y ejercicios que se le planteen.

El resto del primer bloque temtico, corresponde al estudio de la termodinmica,cintica , equilibrio qumico y electroqumica, consta de cinco temas que en gran medidatambin son conocidos por Vd. en estudios preuniversitarios. El objetivo prioritario de este

primer bloque de la asignatura es desarrollar la capacidad necesaria para aplicarcorrectamente los principios qumicos tanto en temas posteriores como en el futuro desarrollode su actividad profesional. Para ello se pretende:

Profundizar en las disoluciones y sus propiedades

Aplicar la termodinmica y cintica a los sistemas qumicos

Conocer los fundamentos del equilibrio qumico y de los distintos sistemas deequilibrio, cido-base, precipitacin y redox.

En el tema 2 se profundiza en el estudio de las disoluciones y de sus propiedadescoligativas, que son las propiedades fsicas de las disoluciones que dependen slo de laconcentracin de soluto, como son, la disminucin de la presin de vapor, el aumento delpunto de ebullicin, el descenso del punto de congelacin y la presin osmtica. Adems sever cmo algunas de estas propiedades se pueden utilizar como mtodos para ladeterminacin de pesos moleculares. Tambin se estudian las propiedades coligativas de lassoluciones inicas.

Seguidamente se aplican los principios generales del equilibrio qumico a los sistemascido-base y de precipitacin. En primer lugar se estudian los conceptos de cido y base segndistintas teoras, la autoionizacin del agua y la escala de pH para caracterizar la acidez o

basicidad de una disolucin, los cidos y bases fuertes que se ionizan por completo endisolucin acuosa y la ionizacin de cidos y bases dbiles mediante las constantes deionizacin Ka y Kb. Tambin se estudia las consecuencias que un in comn puede tener sobrelos equilibrios cido-base, las soluciones reguladoras del pH que son capaces de mantener elpH prcticamente constante cuando se les aade cidos o bases y algunas ideas fundamentalessobre las valoraciones. En segundo lugar, se estudian los equilibrios de solubilidad. Se deberaprender a escribir la ecuacin inica de un compuesto inico poco soluble y la expresin delproducto de solubilidad as como la relacin entre solubilidad y producto de solubilidad. Seestudiar tambin la manera sobre cmo influir en dichos equilibrios, bien disminuyendo lasolubilidad para favorecer la precipitacin (efecto del in comn) o evitndola por ejemplopor la formacin de iones complejos. Finalmente se hacen algunas consideraciones sobre las

aplicaciones prcticas de este tipo de reacciones como la precipitacin fraccionada.


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Siguiendo con la estructura del primer bloque del programa al comenzar el tema 3 seestudian las reacciones qumicas desde un punto de vista cintico para comprender mejor loscontenidos de la segunda parte de este tema sobre los principios generales del equilibrioqumico. La evolucin de una reaccin a lo largo del tiempo y los mecanismos por los quetranscurre, as como los distintos factores que afectan a la velocidad de la reaccin, como laconcentracin de los reactivos, la temperatura o la presencia de catalizadores son el ncleo

central de este tema. Se estudia tambin, la relacin entre la constante de velocidad y latemperatura, definida por la ecuacin de Arrhenius y en la que aparece un parmetro muyimportante que es la energa de activacin. A continuacin se describen las caractersticas delestado de equilibrio destacndose sus dos propiedades ms importantes, dinamismo yreversibilidad, estudindose tambin la forma cuantitativa de expresarlo. En la ltima parte deeste tema se estudia la influencia que sobre el estado de equilibrio tienen los factoresexternos, segn el principio de Le Chatelier. Estos conocimientos permitirn por un ladocomprender el funcionamiento de los sistemas qumicos a nivel cualitativo y por otro, calcularcuantitativamente las concentraciones de reactivos y productos en el equilibrio.

En el tema 4 se aplican las leyes del equilibrio qumico a reacciones que tiene lugar endisolucin acuosa: equilibrios cido-base y reacciones de precipitacin. Se estudian lasconstantes de equilibrio Kay K bpara cidos y bases dbiles y el comportamiento en la hidrlisisde las sales en funcin de la naturaleza de los iones que generan en disolucin. Completa elestudio con la presentacin de las soluciones amortiguadoras. En cuanto a las reacciones deprecipitacin se determina la constante de equilibrio entre un compuesto slido y sus iones endisolucin, denominado producto de solubilidad Kps, pudiendo determinarse a travs de lasolubilidad del slido, afectada por la temperatura, el efecto in comn, el pH y la formacinde iones complejos

En el tema 5 se estudian las reacciones qumicas desde un punto de vista energtico. Se

comienza con la definicin de algunos trminos bsicos en el lenguaje de la termodinmica yse estudia el primer principio de la termodinmica aplicado a los cambios de energa que seproducen en las reacciones qumicas. Para expresar el calor intercambiado por un sistema enun proceso a presin constante se utiliza la funcin termodinmica entalpa (H) y dado que laentalpa es una funcin de estado se aplica la ley de Hess para obtener la entalpa de unareaccin global a partir de la suma de todas las entalpas de las reacciones parciales.

El objetivo de la segunda parte del tema es establecer un criterio que nos permitaconocer cuando una reaccin se va a verificar o no de forma espontnea ya que el primerprincipio no permite conocer la direccin en la que se va producir un proceso. Se introducendos nuevas funciones termodinmicas, entropa (S) y energa libre de Gibbs (G) y se ver cmo

el criterio de espontaneidad de una reaccin se basa en el signo de la variacin de la energalibre ( G) que depende de las variaciones de entalpa y entropa de la reaccin. Finalmente sever que en condiciones estndar, la constante de equilibrio se puede calcular a partir de G.

El tema 6de este bloque se dedica a la electroqumica que es la parte de la qumicaque estudia la interconversin entre energa qumica y energa elctrica. Se tratan los dos tiposde procesos electroqumicos: las pilas galvnicas y la electrolisis. En las pilas galvnicas se haceuso de una reaccin qumica espontnea de oxidacin reduccin para generar una corrienteelctrica y en un proceso electroltico, que es el proceso inverso, es posible utilizar energaelctrica para llevar a cabo reacciones redox no espontneas. Se define fuerza electromotriz ypotenciales estndar y se establece la ecuacin de Nernst para relacionar el potencial de una

clula con la concentracin de sus componentes. La ecuacin de Nernst permite calcular


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tambin constantes de equilibrio para reacciones de oxidacin reduccin. Las aplicacionesprcticas de las pilas galvnicas y de los procesos electrolticos se estudian en la ltima partedel tema.

2.2.2. Segundo bloque de la asignatura

El tema 7 se dedica al estudio del hidrgeno y se analizacon un breve estudio lasntesis industrial del mismo a partir de sus fuentes naturales, como el agua, el carbn y loshidrocarburos. Se dedica una parte al estudio del hidrgeno como fuente de energa decontaminacin cero, y se finaliza el tema con un apartado dedicando al tratamiento deaguas, tanto para consumo humano como para usos industriales.

El tema 8 est dedicado al estudio de los elementos no metlicos de los grupos VII A yVI A del Sistema Peridico. En cuanto a los halgenos, se dan aqu a conocer sus propiedades ycaractersticas generales en estado elemental y sus fuentes de obtencin, tanto de estoselementos como de sus compuestos derivados ms importantes desde el punto de vistaindustrial.

Con el oxigeno se inicia el estudio de los elementos del grupo VI A .Se resalta suimportancia y abundancia en la naturaleza y las numerosas aplicaciones industriales que tieneformando parte de una gran variedad de compuestos de indudable inters industrial.

En cuanto al azufre se estudia su estado natural y los derivados y aplicaciones de mayordemanda en la industria qumica.

El tema 9 aborda en primer lugar el estudio de los elementos no metlicos del grupo V-A, denominado como familia del nitrgeno. Dicho estudio se centra principalmente en elnitrgeno y en el fsforo, as como en sus compuestos derivados con mayor importancia

industrial, ya que el resto de los elementos presentan un carcter semimetlico o inclusoclaramente metlico. Continua el tema con el tratamiento del grupo IV A o familia delcarbono. Dado que este elemento es el nico que se puede considerar como no metal, seaborda nicamente el estudio del cido carbnico y sus sales sdicas dado su indudable interspara la industria. En la parte tercera del programa, se estudia en mayor extensin esteelemento por ser la base de la Qumica Orgnica.

El tema 10 se dedica al estudio de las propiedades ms destacadas de los elementossemimetlicos del grupo IV A . En este tema se pone de manifiesto la importancia de la sliceen la naturaleza, sus fuentes y mtodos de obtencin, y las principales aplicaciones del Siliciocomo semiconductor intrnseco y extrnseco. Tambin se estudian una serie de materiales

derivados ampliamente utilizados como son los vidrios, los materiales cermicos y refractariosque utilizan como materia prima la slice.

Una introduccin al estudio de los metales ms representativos de los procesosmetalrgicos en general, se lleva a cabo en el tema 11, donde se dan a conocer los principiosbsicos de los procesos metalrgicos para la obtencin de los metales a partir de sus fuentesnaturales o menas. Se incluyen tambin en este tema las sntesis y las principales aplicacionesdel magnesio y del calcio, as como sus principales compuestos de inters industrial queconstituyen las materias primas para la fabricacin del materiales de construccin, como la cal,el cemento y el yeso. Por ultimo, este tema inicia una breve introduccin de la metalurgia delaluminio y las aplicaciones ms importantes de sus compuestos derivados, junto con el estudio

del plomo y sus compuestos.


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Finaliza este bloque temtico de descriptiva inorgnica, con el tema 12, que presentaun breve el estudio del hierro, como elemento representativo de los metales de transicin. Seincluyen en l tanto los procesos metalrgicos de obtencin como los diferentes mtodos defabricacin de aceros, sus propiedades y aplicaciones. Se dedica la ltima parte del tema alestudio de uno de los temas con mayor repercusin econmica en la industria como es lacorrosin, describindose los fundamentos cinticos y termodinmicos de este fenmeno,

haciendo especial mencin a los diferentes tipos y mtodos para su prevencin y control.

2.2.3. Tercer bloque de la asignatura

El tercer bloque temtico consta de siete captulos y est dedicado al estudio de loscompuestos industriales de carcter orgnico y a los recursos de los que estos proceden.

Se inicia el bloque (tema 13) con el estudio del tomo de carbono y de las distintashibridaciones de sus orbitales que son las responsables de los tipos de enlaces covalentes(sencillo, doble y triple) del tomo de carbono con los que se enlaza a si mismo y a otroselementos. La incorporacin al carbono fundamentalmente - de elementos como el

hidrgeno, oxgeno, nitrgeno, azufre, silicio y fsforo, dan lugar a la formacin de losdenominados grupos funcionalesorgnicos, de caractersticas y propiedades especficas.

El fenmeno de isomera en Qumica Orgnica es un hecho importante a considerar.Los elementos integrantes de un compuesto orgnico se pueden enlazar de maneras diferentesno solo entre ellos, sino que tambin pueden hacerlo a travs de los diferentes tipos de enlacesmencionados anteriormente. Este hecho es la causa del gran nmero de compuestos orgnicosconocidos y algunos todava por conocer - y en consecuencia, para caracterizar uncompuesto orgnico no es suficiente determinar su frmula molecular, ya que esta puede sercomn a diferentes compuestos con propiedades y caractersticas muy distintas, sino que esnecesario determinar la funcionalidad del compuesto y la ordenacinde los elementos en la

molcula expresados en la frmula desarrollada del mismo.

El tema 14 es de gran inters, ya que presenta los recursos naturales que han dadoorigen en su transformacin al desarrollo de la qumica orgnica industrial. Con la descripcinde estos recursos : recursos fsiles (carbn, gas natural y petrleo) y recursos renovables(biomasa), se pasa a estudiar en profundidad la carboqumica conjunto de procesos qumicosindustriales responsables del inicio de la qumica orgnica industrial a partir del carbn seguido de la petroqumica - conjunto de procesos qumicos industriales conducentes a laobtencin de los productos orgnicos de inters industrial,a partir del petrleo o del gasnatural. Para finalizar el captulo se estudian los diferentes tipos de biomasa y los procesosaplicados para la transformacin en compuestos orgnicos demandados por la sociedad.

A partir de este momento, se presentan secuencialmente en base a su estructuraqumica funcional los diferentes tipos de compuestos orgnicos. As el tema 15 se dedica alestudio de los hidrocarburos: de cadena abierta (alifticos) alcanos, alquenos y alquinos,alicclicos y aromticos. Todos ellos pueden considerarse la base, los pilares sobre la que seasientan los dems compuestos orgnicos funcionalizados. Se estudian las reacciones depolimerizacin de olefinas y alquenos, conducentes a las materias de gran inters industrial: losmateriales polmeros base de los plsticos y de los cauchos.

Con el tema 16 se inicia el estudio de los compuestos orgnicos con heterotomos

(elementos diferentes al C e H) . En este caso son los derivados halogenados mono y


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polihalogenados. De ellos se destacan los que presentan mayor inters industrial y secomentan las aplicaciones ms notables de ellos.

El tema 17 es uno de los captulos de mayor extensin de este bloque , comparable conla que presenta el tema 15. Se dedica al estudio de los compuestos oxigenados, tanto conenlace sencillo C-O (alcoholes, glicoles, teres y epxidos) como con enlace doble C=O(aldehdos, cetonas, cidos carboxlicos, esteres, lactonas). Todos ellos en estructuras alifticas,

alicclicas y aromticas. Es importante relacionar que los compuestos oxigenados provienen dedistinto grado de oxidacin de los hidrocarburos correspondientes:

Hidrocarburo R-C-H)

oxigeno

Alcohol .R-C-OH) oxigeno Carbonilo R C=O)

oxgenocido carboxlico R C = O ) y sus derivados esteres, amidas, etc)

. OH

Una vez conocida la estructura de esta amplia gama de compuestos oxigenadosorgnicos, se presentan aquellos de mayor aplicacin e inters econmico, mostrando losmtodos de obtencin industrial y los recursos de los que proceden.

Los compuestos nitrogenados (tema 18 ) tienen un tratamiento similar a los compuestosoxigenados. Se estudian los compuestos con enlace sencillo C-N, compuestos tan diferentescomo (aminas, nitrocompuestos, amidas, uretanos, lactamas), con doble enlace C=N (imidas) ycon triple enlace (nitrilos), tanto en estructuras alifticas, alicclicas como aromticas. Sedescriben los compuestos nitrogenados de mayor inters industrial

El tema 19 continua con el estudio de los compuestos industriales nitrogenados comolas fibras sintticas de poliamidas : las alifticas (nylones) y las aromticas (aramidas)

Finalmente, en el tema 20 se presentan los compuestos con azufre o con silicio,

estudindose de la misma manera que los compuestos anteriores : estructura, tipos, productosde mayor inters y mtodo de obtencin industrial. .

Los productos de gran consumo e incidencia en la economa, como son los materialespolmeros (plsticos y cauchos), detergentes, combustibles (gasolinas y gasleos), se estudianampliamente en el captulo correspondiente al grupo funcional que presentan cada uno deellos.

Finaliza la asignatura con una breve presentacin de los Principios bsicos de laIngeniera Qumica en el tema 21. Sus contenidos representan una aproximacinesquematizada del trabajo real desarrollado en la industria qumica, incidiendo

fundamentalmente en los balances de materia y energa del proceso y los sistemas que loconstituyen.

2. 3.- Resultados del aprendizaje

Una vez finalizado el estudio de la asignatura, el estudiante habr adquirido unosconocimientos que le permitirn desarrollar unas habilidades y destrezas para el futuro, tantoen sus actividades acadmicas como profesionales, tales como:


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Desarrollar habilidades en los fundamentos del equilibrio qumico y en los clculos delos distintos sistemas de equilibrio, cido-base, precipitacin y redox.

Comprender y aplicar los principios bsicos de la Ingeniera Qumica: balances demateria, equilibrio qumico y velocidad de reaccin.

Describir y clasificar los recursos naturales de los que proceden los productosindustriales de carcter inorgnico y sus procesos de produccin

Describir y clasificar los recursos naturales de los que proceden los productosindustriales de carcter orgnico de primera generacin y las transformaciones a queson sometidos para obtener tanto productos intermedios como productos finales deinters y aplicacin industrial.

2.4.- Contextualizacin

Esta asignatura es de carcter bsico y se imparte en el primer semestre del 1er curso de los

grados en Ingeniera Elctrica e Ingeniera Electrnica Industrial,. Su conocimiento supone ungran apoyo en el momento de comprender otras materias del Plan de Estudios tales como:Fundamentos de Ciencia de los Materiales I y II, Termodinmica, Elasticidad y Resistencia de

Materiales, Oficina Tcnica, Proyectos e Ingeniera del Medio Ambiente.

3.- ORIENTACIONES PARA LA REALIZACIN DE ACTIVIDADES

El curso virtual ser la herramienta de comunicacin entre los profesores de la SedeCentral, los profesores tutores y los estudiantes.

La resolucin de las PECs ( Pruebas de Evaluacin Continua), representan un trabajoobligatorioen el sistema de evaluacin continuapara los estudiantes que deseen acogerse aesta opcin, y sern corregidas y evaluadas por los profesores tutores.

La puntuacin otorgada por el tutor para cada PEC, se sumar a la calificacin obtenidaen la Prueba Presencial, siempre que se obtenga en sta como mnimo cuatro puntos.

Aquellos estudiantes que no opten por la opcin de evaluacin continua, no tendrnque realizar las PEC`s (aunque se recomiendan su resolucin para fijar conocimientos) . Lacalificacin que obtengan en el examen coincidir con la calificacin final.

Los ejercicios de autoevaluacin (AE) programados, son de autocomprobacin personaldel conocimiento y no son evaluables, pero son un material adicional importante parachequear el grado de progreso en el estudio de la asignatura. Se propondrn tres a lo largo delcurso, y despus de un tiempo suficiente para su resolucin se activarn las soluciones en elcurso virtual.

3.1 Orientaciones sobre las Pruebas de Evaluacin Continua.

Las Pruebas de Evaluacin Continua (PEC) constituyen un material didctico de granutilidad para el estudiante ya que mediante su resolucin se consigue por un lado, que

compruebe el grado de conocimiento adquirido con el estudio de los temas, se familiarice con


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la resolucin del tipo de cuestiones y problemas propuestos en las Pruebas Presenciales, y si haoptado por la Evaluacin Continua, su calificacin le sumar en la nota final, siempre y cuandoaquella sea de cuatro puntos o superior,.

Se propondrn dos PEC sobre los contenidos estudiados hasta la fecha propuesta segnel cronograma propuesto. Una vez resueltas debern enviarse a travs del icono TAREAS delcurso virtual para su evaluacin por el profesor tutor. La fecha de entrega se indicar en el

curso virtual cuando se active la PEC. Posteriormente, las soluciones a las PEC estarndisponibles en el curso virtual una vez finalizado el plazo de entrega para facilitar laautoevaluacin del estudiante.

La puntuacin otorgada por el Profesor Tutor para cada PEC contribuir a lacalificacin final con 0,25 puntos cada una como mximo. Si alguna PEC no se realizara, la notade dicha PEC ser de cero puntos.

3.2 Prcticas de laboratorio

Las prcticas de laboratorio son OBLIGATORIASpara todos los alumnosy por tanto larealizacin y superacin de las mismas es condicin imprescindible para aprobar la asignatura,por lo que sin dicho requisito no se incluir al estudiante en Actas.

Las prcticas de laboratorio se realizarnen los diferentes Centros Asociadosy estnprogramadas por los tutores encargados de las mismas, con el V Bde los profesores delequipo docente de la Sede Central . De manera que debe ponerse en contacto lo antesposible con el Centro Asociado donde se ha m atriculado con el fin de conocer la fecha de

realizacin de las mismas.

El aprobado en prcticas tiene validez por tiempo indefinido, de manera que una vezrealizadas y superadas en un determinado curso acadmico no tienen que volver a realizarseen cursos posteriores. Si las prcticas de laboratorio realizadas en aos anteriorescorresponden a asignaturas de la UNED diferentes a la de Fundamentos Qumicos de laIngeniera, deber solicitar convalidacin de las mismas, comunicando al equipo docente de laSede Central :

* lugar y fecha de realizacin* asignatura a la que corresponden

Los estudiantes que procedan de otros Centros Universitarios y que deseen convalidar las

prcticas, debern presentar un certificado en el que conste el aprobado en prcticas, quedeber estar emitido en el papel timbrado del Centro Universitario donde se hayan realizado yfirmado por el profesor responsable de las prcticas. As mismo, debern adjuntar una relacinde las prcticas realizadas.

Los estudiantes con el ttulo de Ingeniero Tcnico Industrial, estn exentos de la realizacinde las prcticas de laboratorio

3.3 Informes del Profesor Tutor

El informe elaborado para cada alumno por el Profesor Tutor del centro Asociado sertenido en cuenta en su evaluacin final.


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El Profesor Tutor de la asignatura evaluar para la elaboracin de su informe, laasistencia y participacin del estudiante en las tutoras, tanto presenciales como telemticas,el grado de inters mostrado y la asimilacin de los contenidos. Su aportacin mxima a lacalificacin final ser 0,50 puntos.

3.4 Pruebas Presenciales

Las Pruebas Presenciales son los exmenes de la asignatura. Esta asignatura al sercuatrimestral del primer cuatrimestre slo tendr una prueba personal en febrero. Si no sesupera la asignatura en esta convocatoria habr otro examen extraordinario en la convocatoriade septiembre.

Las pruebas personales constarn de dos partes:

1. Diez cuestiones de aspectos conceptuales y prcticos de la asignatura. Se valorar lacapacidad del alumno para identificar, sintetizar y aplicar conceptos. . La calificacin de lasmismas ser de 5,0 puntos

2. Dos problemas numricos con varios apartados. Su calificacin ser de 2,5 puntos cada unode ellos

En las Pruebas presenciales no se permite la utilizacin de ningn material auxiliar a excepcin

de una calculadora no programable.

La duracin del examen ser de dos horas. La fecha y hora del examen deberconsultarla en el calendario escolar y para conocer el lugar donde se realizar el examendeber ponerse en contacto con su Centro Asociado.

La revisin de exmenes se har de acuerdo a las normas de la UNED y delDepartamento

3.5 Evaluacin final

La calificacin final de la asignatura se determinar considerando::Calificacin final = Calificacin PP + Calificacin PEC + + Calificacin IT

Siendo:Calificacin PP = Calificacin obtenida en la Prueba Presencial

Calificacin PEC = Suma de las calificaciones conseguida en las PECCalificacin IT = Calificacin del Informe del Tutor

4. - EQUIPO DOCENTE DE LA SEDE CENTRAL

el equipo docente est formado por:M Rosa Gmez Antn [email protected] Tlfno: 91-3986497Horario de atencin personal y telefnica: martes de 10 a 14 h. En la Sede CentralMediante el correo electrnico, se atienden las consultas en cualquier momento

Direccin postal:


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M Rosa Gmez Antn

Dpto de Qumica Aplicada a la IngenieraE.T.S de Ingenieros Industriales. UNEDC/Juan del Rosal 1228040 MADRID

Fax del Departamento: 913986043

guía especifica fundamentos quimicos

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