silabo cinética-química abril2016-agosto2016
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VICERRECTORADO ACADÉMICO GENERAL
CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.3 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 23/09/14
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PROGRAMA DE ASIGNATURA – SÍLABO- PRESENCIAL 1. DATOS INFORMATIVOS
MODALIDAD:
Presencial
DEPARTAMENTO:
Energía y Mecánica.
AREA DE CONOCIMIENTO:
Petroquímica
CARRERAS:
Ingeniería Petroquímica
NOMBRES ASIGNATURA:
Cinética Química
PERÍODO ACADÉMICO:
Abril 2016- Agosto 2016
PRE-REQUISITOS:
Ecuaciones diferenciales ordinaria EXCT 11303 Química de carbono II EXCT 22317
CÓDIGO: EMEC 27001
NRC: 3430
No. CRÉDITOS: 5
NIVEL:
Quinto
CO-REQUISITOS: FECHA ELABORACIÓN:
18 de Abril 2016
SESIONES/SEMANA: EJE DE FORMACIÓN:
Profesional TEÓRICAS:
5 Horas
LABORATORIOS:
DOCENTE: ING. CATERINE I. DONOSO Q.
DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La cinética química aporta al ingeniero en petroquímica la capacidad para analizar los procesos mediante los cuales se producen cambios en la concentración de los reactivos químicos, por medio del estudio de la velocidad de reacción, considerando el movimiento de las moléculas, los mecanismos moleculares que permiten las reacciones químicas, los procesos de interacción molecular en superficies que involucra la catálisis y la transferencia de electrones. Este conocimiento es fundamental para abordar temas futuros como el diseño, operación y control de reactores químicos y plantas industriales. Las prácticas de laboratorio se desarrollaran con experimentación directa, utilizando varios sensores, entre ellos, colorimétrico, potencial eléctrico, conductividad, presión los mismos que permiten, a partir de un cambio físico en el sistema, estudiar los efectos del cambio de concentración de los reactivos en la velocidad de la reacción química. ¿Cómo se puede explicar que la velocidad de una reacción química cambie en función de la temperatura o la forma física en la que se encuentran los reactivos?
CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL:
Esta asignatura permite al estudiante desarrollar su capacidad intelectual e investigativa para generar
soluciones explicando las leyes, teorías, factores y mecanismos que rigen la velocidad de una reacción química
a fin de determinar las ecuaciones cinéticas específicas de los procesos industriales.
RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA CARRERA: (UNIDAD DE COMPETENCIA) GENÉRICAS:
1. Comprende los fundamentos de la cinética química que permiten determinar ecuaciones de velocidad ESPECÍFICAS:
2. Interpreta datos experimentales a fin de obtener ecuaciones de velocidad.
3. Identifica los parámetros físicos que ejercen efecto sobre la velocidad de reacción
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA:
Explicar las leyes, teorías, factores y mecanismos que rigen la velocidad de una reacción química a fin de determinar las ecuaciones cinéticas específicas de los procesos industriales.
RESULTADO DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA: (ELEMENTO DE COMPETENCIA) Aplicar los conocimientos de química orgánica y física en la solución de problemas o demostraciones en el campo petroquímico, para obtener soluciones con criterio, en forma sistemática fortaleciendo la investigación y el espíritu emprendedor evidenciando valores profesionales como responsabilidad ambiental y honestidad.
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2. SISTEMA DE CONTENIDOS Y RESULTADOS DEL APRENDIZAJE No. UNIDADES DE CONTENIDOS RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA DE
TAREAS
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UNIDAD 1:
Fundamentos de la cinética química
Resultados de Aprendizaje de la Unidad1:
Determina el valor de la constante de velocidad , el orden de las reacciones y las distintas leyes de la velocidad
Introducción
1.1. Técnicas experimentales para monitorear la concentración
1.2. Velocidad de reacción
1.3. Ley de velocidad
1.4. Constante de velocidad
1.5. Orden de reacción
1.5.1. Reacciones de primer orden
1.5.2. Reacciones de segundo orden
1.5.3. Reacciones de orden n
1.5.4. Reacciones de orden cero
1.6. Tiempo de vida medio 1.7. Leyes integradas de velocidad
Tarea 1. Investigación orden de reacción y leyes de la velocidad Tarea 2. Resolución de ejercicios de aplicación Tarea 3. Talleres individuales con ejercicios de aplicación
2
UNIDAD 2: Mecanismos de reacción
Resultados de Aprendizaje de la Unidad 2:
Identifica y explica los mecanismos de reacción, molecularidad teoría de colisiones, estados de transición y como afecta la temperatura en las reacciones químicas.
2.1 Teoría de las colisiones
2.2 Teoría del estado de transición 2.3 Energía de activación 2.4 Efecto de la temperatura 2.5 Reacciones en cadena 2.6 Pasos de la reacción en cadena 2.7 Polimerización por etapas 2.8 Polimerización en cadena 2.9 Reacciones ramificadas
Tarea 1. Exposición sobre teoría de colisiones Tarea 2. Resolución de ejercicios de aplicación Tarea 3. Investigación sobre reacciones en cadena
3
UNIDAD 3: Catálisis y Diseño de Reactores
Resultados de Aprendizaje de la Unidad 3:
Demuestra analíticamente la ley de la conservación de la materia en los procesos de catálisis en reactores.
3.1 Catálisis homogénea y heterogénea 3.2 Fotoquímica 3.3 Introducción al diseño de reactores. 3.3.1 Balance molar 3.3.2 Reactores intermitentes 3.3.3 Reactores de flujo continuo de mezcla perfecta 3.3.4 Reactores tubulares 3.3.5Reactores de lecho empacado 3.3.6 Reactores en serie
Tarea 1. Resolución de ejercicios de aplicación Tarea 2. Investigación de reactores y balance molar Tarea 3. Solución de problemas planteados
3. PROYECCIÓN METODOLÓGICA Y ORGANIZATIVA PARA EL DESARROLLO DE LA ASIGNATURA
( PROYECCIÓN DE LOS MÉTODOS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE QUE SE UTILIZARÁN)
Mediante preguntas iniciales, que incentivan a la participación del estudiante, se recuerda los contenidos previos, esto permite establecer una línea de base a partir de la cual se incorporará nuevos elementos de competencia o se reforzará las deficiencias.
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Mediante la exposición magistral, se fundamentará el contenido del estudio, donde se plantearán los aspectos más significativos como: principios, teorías y métodos de investigación.
Se realizará trabajos individuales o grupales sobre casos de estudios, para que puedan aportar varias soluciones y seleccionar la mejor alternativa.
Se realizaran prácticas de laboratorio que reforzaran los contenidos
Se plantearán interrogantes a los estudiantes, relacionados con casos reales, para que den su criterio y puedan asimilar la situación problemática planteada.
Se realizará una retroalimentación (feedback) del aprendizaje, que será fundamental para fijar en los dicentes los contenidos y que servirán también para aclarar inquietudes propias del proceso de enseñanza-aprendizaje.
Se enviarán lecturas sugeridas que permitan al estudiante reforzar y ampliar lo referente al tema tratado.
Se enviarán lecturas anticipadas (previo a la clase) para que el estudiante conozca e investigue sobre los temas previos a ser desarrollados en clase según la programación.
Se fomentará el aprendizaje basado en problemas, para favorecer la, comprensión y el uso o aplicación de la información.
Se realizarán mapas mentales y cuadros sinópticos del contenido estudiado.
Elaborar varias hipótesis de solución de un mismo problema.
Comprobar las soluciones de problemas y casos
PROYECCIÓN DEL EMPLEO DE LAS TIC EN LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE
Uso de videos interactivos sobre varios temas de la asignatura.
Proyección de diapositivas informativas
Test virtuales de aprendizaje
Investigaciones de varios contenidos en internet
Desarrollo y aplicación de un sistema tutor virtual con problemas tipo de la asignatura
4. RESULTADOS DEL APRENDIZAJE, CONTRIBUCIÓN AL PERFIL DE EGRESO Y TÉCNICA DE EVALUACIÓN
LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE
NIVELES DE LOGRO Técnica de evaluación
Evidencia del aprendizaje A
Alta B
Media C
Baja
1. Aplicar Conocimientos en matemáticas, ciencia e ingeniería.
x
Mediante preguntas del profesor, se determinará si los estudiantes han comprendido los elementos y etapas de la elaboración de proyectos.
Resuelve problemas
relacionados con los diferentes
sistemas que el alumno reviso en
semestres anteriores
2. Diseñar, conducir experimentos, analizar e interpretar datos.
x
.
A través de
lecturas de
documentos
científicos
Interpreta los datos obtenidos al momento de
realizar el diagnóstico en los
diferentes sistemas.
3. Diseñar sistemas, componentes o procesos bajo restricciones realistas.
x
Se dispone que se realice exposiciones del avance del proyecto
Diseña y planifica distintos procesos
de diagnóstico petroquímico, de forma normada,
estandarizada y con nivel de calidad
óptima.
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4. Trabajar como un equipo multidisciplinario.
x
Observación
Se desempeña en varias actividades
de forma colaboradora y
respetuosa hacia sus semejantes y el
entorno.
5. Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería.
x
Talleres Resuelve problemas
apegados al entorno real.
6. Comprender la responsabilidad ética y profesional.
x
Debates grupales
Desarrolla las tareas
encomendadas respetando la
propiedad intelectual, práctica
la honestidad a prueba de todo.
7. Comunicarse efectivamente.
x
Socialización de la información obtenida por cada uno de los estudiantes.
Expone oralmente temas de
investigación asignados y
presenta informes escritos de acuerdo
al formato establecido.
8. Entender el impacto de la ingeniería en el contexto medioambiental, económico y global.
x
Debates individuales
Es cuidadoso con las normas de
cuidado ambiental y de seguridad
industrial, de tal forma que en el
laboratorio adopta un comportamiento adecuado siguiendo los procedimientos
técnicos determinados.
9. Comprometerse con el aprendizaje continuo.
x
Trabajos de investigación
Realiza prácticas de laboratorio
comprometiéndose con el aprendizaje
continuo
10. Conocer temas contemporáneos.
x
Lecturas de medios informativos de actualidad.
Investiga continuamente los
avances tecnológicos
petroquímicos que surgen a nivel
nacional e internacional.
11. Usar técnicas, habilidades y herramientas prácticas para la ingeniería.
x
Prácticas de laboratorio
Realiza el diagnostico usando
técnicas, habilidades y
destrezas de los estudiantes
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asignados.
5. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO
TOTAL HORAS
CONFERENCIAS CLASES
PRÁCTICAS LABORATORIOS
CLASES EVALUACIÓN
TRABAJO AUTÓNOMO DEL
ESTUDIANTE
80
68
6
0
6
80
6. TÉCNICAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN
Técnica de evaluación 1er Parcial* 2do Parcial* 3er Parcial*
Resolución de ejercicios 3
3
3 Investigación Bibliográfica
Deberes
Talleres de fin de unidad 4 4 4
Prueba oral/escrita 6 6 6
Examen parcial 7 7 7
Otras formas de evaluación - - -
Total: 20 20 20
7. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA/ TEXTO GUÍA DE LA ASIGNATURA
TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL
1. Fundamentos de Cinética Química (E_Book)
LOGAN, S.R PRIMERA 2000 ESPAÑOL ADDISON WESLEY
2. Elementos de ingeniería de las reacciones químicas
Scott, F.- OCTAVA 2008 ESPAÑOL PEARSON
8. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL
Química física Engel, T. y Reid, P SEXTA 2006 ESPAÑOL PEARSON 9. LECTURAS PRINCIPALES
TEMA
TEXTO PÁGINA
Historia de la química:
transformación de las sal en
jabón
Introducción a los procesos
químicos, principios, análisis y
síntesis
39
Historia de la química: el
guano y las armas de Agosto
Introducción a los procesos
químicos, principios, análisis y
síntesis
137
Historia de la química: de
cepillos dentales y calcetines
Introducción a los procesos
químicos, principios, análisis y
síntesis
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10. ACUERDOS
DEL DOCENTE:
Tratar los contenidos del programa analítico de acuerdo a la planificación del silabo, plan
semanal y plan de clase.
Evaluación de acuerdo a rúbricas
Proyecto de unidad enfocado a resolver un problema industrial basado en los conocimientos
adquiridos en la unidad correspondiente
Actividades de clase valoradas.
Dar a conocer los criterios de evaluación.
Promover la retroalimentación de aprendizajes y resultados de evaluaciones.
Dar a conocer las fechas de inicio y de término del curso.
Establecer el cronograma al inicio de la unidad.
DE LOS ESTUDIANTES:
Cumplir con la asistencia a clase.
Cumplir con el reglamento de alumnos.
Los talleres grupales ejecutados en clase lo deben realizar todos los integrantes de grupo
Los trabajos escritos no entregados en una fecha convenida tendrán un valor con 25% menor.
(Con documento que autorice).
11. FIRMAS DE LEGALIZACIÓN
____________________________ ____________________________ Ing. Caterine I. Donoso Q. PhD. Karina Guzmán Vegas
DOCENTE COORDINADOR DE ÁREA DE CONOCIMIENTO
______________________________________
Dr. Roman Rodríguez Maecker DIRECTOR DE CARRERA DE INGENIERÍA
PETROQUÍMICA