Química general e inorgánica

PLANIFICACION DE CATEDRA   – Descargar en PDF

Indice
1. Datos generales de la asignatura
2. Fundamentación de la asignatura
3. Objetivos
4. Contenidos
5. Metodología de enseñanza-aprendizaje
6. Evaluación
7. Bibliografía

1. Datos generales de la asignatura
1.1 Unidad Académica: Facultad de Ciencias Agrarias
1.2 Carrera: Ingeniería Agronómica
1.3 Asignatura: Química General e Inorgánica.
1.4 Docente responsable: Lic. Mingillo, Liliana
1.5 Cargo y situación: Titular a cargo.
1.6 Área: Ciencias Básicas
1.7 Carácter: Obligatoria
1.8 Régimen de dictado: Cuatrimestral
1.9 Carga horaria
1.9.1 Semanal: 7 horas
1.9.2 Total: 105 horas
1.10 Ubicación en el plan de estudio: Primer Año, 1º Cuatrimestre.
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2. Fundamentación de la asignatura
La cátedra de Química General e Inorgánica se encuentra ubicada en el primer año de la carrera, dentro del area de las llamadas ciencias básicas. El carácter de básico se lo otorgan las características de una materia, que junto a otras del area, se constituyen como fundantes para el desarrollo de las asignaturas posteriores del plan de estudio vigente. Además de introducir al alumno en el mundo de la materia y de las reacciones asociadas que conforma los sistemas en donde van a intervenir los graduados, le otorgará herramientas para analizar la importancia de la química en general (materia, energía, estados, sistemas, análisis químico, etc) y de la inorgánica (características de los elementos químicos, etc), en los procesos del desarrollo agropecuario, como así también en la problemática ambiental asociadas a sus aplicaciones.
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3. Objetivos
3.1 Conceptuales
 Reconocer los métodos de la ciencia y las leyes que gobiernan la química
 Entender la estructura atómica y molecular.
 Deducir las propiedades periódicas que hacen a la agrupación de los elementos para entender los sistemas del área de intervención profesional.
 Diferenciar los distintos enlaces químicos y las teorías sobre las que se apoyan.
 Establecer diferencias entre los estados de la materia, sus leyes y teorías.
 Comprender y analizar de las distintas propiedades de los grupos de elementos de la tabla periódica con énfasis en los del área agronómica.
 Desarrollar y aplicar estrategias para el análisis del estado de equilibrio de las reacciones.
 Comprender la contribución de la metodología de análisis químicos al conocimiento del suelo, agua, vegetales y animales

3.2 Procedimentales
 Adquirir entrenamiento necesario para predecir el tipo de enlace de los átomos en la molécula y de las moléculas entre si y su relación con el estado de agregación.
 Resolver problemas relacionados con el cálculo de analitos y detección de errores en los datos analíticos, precisión y exactitud.
 Manejar la terminología de los distintos tipos de equilibrios
 Reproducir y diseñar modelos experimentales en las experiencias químicas propuestas
 Manejar con destreza y seguridad los reactivos, materiales e instrumentos de trabajo en el laboratorio.
 Confrontar críticamente resultados obtenidos a la luz de la información obtenida y de la hipótesis planteada.

3.3 Actitudinales
 Demostrar Interés por los elementos que componen el campo agronómico
 Reflexionar críticamente sobre la naturaleza de las estructuras moleculares y la energía de los distintos compuestos.
 Manifestar Interés por los factores y condiciones de los equilibrios químicos
 Indagar y experimentar acerca de los distintos métodos analíticos y las leyes que lo gobiernan con interés en Agronomía
 Debatir respetuosamente para defender con fundamentos sus ideas.
 Armonizar en cada trabajo grupal con el resto de los participantes de su grupo.
 Comunicar claramente y con fundamentos válidos sus ideas, tanto en clases como en laboratorio.
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4. Contenidos
4.1 Contenidos sintéticos:
 Fundamentos de la Química
 Fórmulas químicas y composición estequiométrica
 Ecuaciones químicas y estequiometría de las reacciones
 Estructura atómica
 Periodicidad química
 Enlace químico
 Estado de la materia
 Disoluciones
 Cinética química
 Equilibrio químico
 El análisis químico y su en relación de los problemas agronómicos.
 Métodos gravimétricos de análisis
 Electrolitos
 Volumetría
 Procesos de oxido reducción.
 Métodos potenciométricos – Electrogravimetría y electroseparación
 Espectroscopia de absorción.
 Espectroscopia atómica
 Métodos cromatográficos
 Estudio de elementos de la tabla periódica de interés agronómico.

4.2 Contenidos analíticos:
Unidad I:
Fundamentos de la Química.
Química. Definición y objetivo. Método científico. El mundo físico: materia y energía. Conservación. Estado de la materia: Propiedades químicas y físicas. Sustancias puras, compuestos, elementos y mezclas. Separación de mezclas. Calor y temperatura: transferencia de calor y medida de calor.

Unidad II:
Fórmulas químicas y composición estequiométrica
Átomos y moléculas. Teoría de Dalton. Fórmula química. Iones y compuestos iónicos. Peso atómico. Mol. Composición porcentual y fórmula de los compuestos. Deducción de fórmulas a partir de fórmula elemental. Determinación de fórmula molecular. Pureza de la muestra. Ecuaciones químicas y estequiometría de las reacciones

Unidad III:
Estructura atómica
Partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. El núcleo: relación neutrón/protón y estabilidad. Ideas modernas sobre modelo atómico: Modelo de Rutherford. Schrödinger. Disposiciones de electrones en los orbitales. Orbitales. Teoría de los cuantos. El átomo mecanocuántico. Número cuántico de los electrones. Distribución electrónica en el átomo.

Unidad IV:
Periodicidad química
Ordenamiento de los electrones en la tabla periódica. Propiedades periódicas: radio atómico. Energía de ionización. Afinidad electrónica. Radios iónicos. Electronegatividad. Metales. No metales. Metaloides.

Unidad V:
Enlace químico
Enlace iónico y Enlace covalente: Polar. No Polar. Momento dipolar. Fórmulas puntuales de Lewis para moléculas e iones poliatómicos. La regla del octeto. Resonancia. Introducción a los nombres de compuestos inorgánicos. Número de oxidación. Estructura molecular: Teoría de la repulsión del par electrónico en la capa de valencia (RPECU). Teoría del enlace de valencia. (EV): Hibridación de orbitales.

Unidad VI:
Estado de la materia
Líquidos y sólidos. Descripción de líquidos y sólidos desde el punto de vista de la cinética molecular. Atracciones intermoleculares y cambios de fase. Fuerzas atractivas. Interacción dipolo-dipolo. Fuerzas de London. Interacción ión-ión. Enlace puente de hidrógeno. Estado líquido: viscosidad. Tensión superficial. Acción capilar. Evaporación. Presión de vapor. Punto de ebullición y destilación. Transferencia de calor en líquidos. Estado sólido: punto de fusión. Transferencia de calor en sólidos. Sublimación y presión de vapor de los sólidos. Diagrama de fase (P-T). Estado gaseoso: características. Presión. Leyes de estado gaseoso. Ecuación general de los gases. Teoría cinética molecular. Licuefacción: temperatura crítica. Gráfica P-T. Desviación del comportamiento ideal.

Unidad VII:
Disoluciones
Concentraciones de las soluciones. Diluciones. Empleo de soluciones en reacciones químicas. Coloidales: tamaño, estabilidad. Efecto Tyndall. Mecanismos de disolución. Saturación. Efecto de Temperatura en la solubilidad. Expresión de concentraciones. Propiedades coligativas: descenso de la Presión de Vapor. Ascenso ebulloscópico. Descenso crioscópico. Presión osmótica. Purificación de agua por ósmosis inversa.

Unidad VIII:
Cinética química
Velocidad de reacción. Teoría de las colisiones. Teoría del estado de transición: complejo activado. Ley de velocidad de reacción: influencia de la concentración, naturaleza de los reactivos y la temperatura. Catalizadores.

Unidad IX:
Equilibrio químico
Reacciones reversibles. Ley de acción de masas. Constante de equilibrio. Espontaneidad de las reacciones: entalpía y entropía. Energía libre y constante de equilibrio. Principio de Le Chatellier Brown del equilibrio. Factores que afectan el equilibrio Equilibrio iónico en soluciones: constante de ionización. Producto iónico del agua. Escala de PH. Ácidos y bases débiles. Hidrólisis. Reguladores. Solubilidad. Producto de solubilidad. Producto iónico. Efecto del ión común e ión diverso. Cálculos

Unidad X:
El análisis químico y su relación de los problemas agronómicos. Contribución al conocimiento del suelo, agua, vegetales y nutrición. Clasificación de los análisis químicos. Evaluación de los datos analíticos. Cálculos.

Unidad XI:
Métodos gravimétricos de análisis
Método de precipitación. Método de volatilización. Propiedad de los precipitados y de los reactivos precipitantes. Mecanismo de formación de precipitado. Control experimental del tamaño de partículas. Precipitados coloidales. Precipitados cristalinos. Coprecipitación. Precipitación en solución homogénea. Secado y calcinación de los precipitados. Cálculos. Aplicación. Método de volatilización del H2O.

Unidad XII:
Electrolitos
Concepto ácido base según Arrhenius, Bronsted y Lowry, y Lewis. Ácido y bases conjugados. Tratamiento general de ácidos y bases fuertes y débiles. Electrolitos fuertes y débiles. Constante de acidez y de basicidad. Concepto de pH, Hidrólisis. Sistemas reguladores. Cálculos.

Unidad XIII:
Volumetría
Volumetría: características de los reactivos volumétricos. Punto de equivalencia. Punto final de la titulación. Clasificación de los métodos volumétricos. Soluciones valoradas. Patrón primario. Determinación del punto de equivalencia. Error de la volumetría. Calibración de los instrumentos a usar. Cálculos.
Volumetría ácido base. Variación del pH. Curvas de titulación por ácidos y bases fuertes y débiles. Teoria de los Indicadores. Cálculos. Aplicaciones.
Volumetría por precipitación. Curvas de titulación por precipitación. Método de Mohr y de Volhard. Titulaciones complejimétricas. Naturaleza y equilibrio de los complejos metálicos. Titulación con EDTA. Cálculos.

Unidad XIV:
Procesos de oxido reducción.
Agentes oxidantes y reductores. Reacción de óxido reducción en celdas electroquímicas. Pilas galvánicas y electrolíticos. Potencial de electrodo. Electrodos de referencia. Definición de los potenciales de electrodos. Efecto de la concentración en los potenciales de electrodo. Ecuación de Nernst. Potencial normal de electrodo Eº. Cálculos. Pilas: cálculos de potenciales. Cálculo de constantes de equilibrio. Evaluación de la constante de equilibrio a partir de medidas de potenciales de pilas. Curvas de valoración. Indicadores. Cálculos. Aplicaciones.

Unidad XV:
Métodos potenciométricos – Electrogravimetría y electroseparación
Electrodos de referencia: calomelados – electrodo Plata- Cloruro de Plata. Electrodos indicadores. Electrodos metálicos y electrodos de membrana. Electrodo de vidrio para la medida de pH y otros cationes. Instrumentos. Medida potenciométrica directa. Potencial de unión líquida. Ecuación de potenciometría directa. Curvas de calibración. Titulaciones potenciométricas: Selección del punto final. Titulaciones coulombimétricas. Titulaciones conductimétricas. Curvas. Cálculos

Unidad XVI:
Espectroscopia de absorción.
Propiedades de la radiación electromagnética. Obtención de la radiación electromagnética. Absorción de la radiación electromagnética. Ley de Beer. El proceso de absorción: curvas espectrales Espectro de absorción atómica, absorción molecular. Componentes y equipos instrumentales para la medida de la absorción. Análisis absorciométricos cuantitativos.

Unidad XVII:
Espectroscopia atómica
Métodos atómicos basados en la atomización de llama. Espectroscopia de absorción atómica. Espectroscopia de emisión de llama. Emisión atómica basada en fuentes de emisión de plasma (forometría).

Unidad XVIII:
Métodos cromatográficos
Clasificación. Cromatografía en columna. Análisis cromatográficos cualitativos y cuantitativos. Cromatografía gas-líquido. Aplicaciones. Cromatografía líquida de alta resolución.

Unidad XIX:
Estudio de elementos de la tabla periódica de interés agronómico.
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5. Metodología de enseñanza-aprendizaje
5.1 Fundamentos
La asignatura se desarrolla a través de encuentros presenciales con modalidad de seminario con participación activa de los alumnos y trabajo en laboratorio. También se utilizada una modalidad de trabajo domiciliario con puesta en común en el aula. Los trabajos domiciliarios implican investigaciones bibliográficas con desarrollo de monografías y exposición oral y escrita de las mismas, desarrollo de situaciones problemáticas con guías escritas etc. El enfoque de las estrategias de enseñanza aprendizaje se basa en una construcción crítica de los alumnos, con tutorías de los docentes para el desarrollo de competencias, con la aplicación de técnicas grupales.

Estrategias del docente
 Exponer conceptos centrales
 Desarrollar situaciones problemáticas en el pizarrón
 Distribuir textos y cuestionarios
 Coordinar trabajo grupal
 Proyectar y Analizar videos
 Comentar trabajos de investigación
Actitud del alumno
 Escuchar , analizar, construir hipótesis (individual y colectiva)
 Leer y reflexionar
 Analizar, resolver y puesta en común
 Realizar trabajo grupal

5.2 Actividades teóricas y prácticas
El equipo docente realiza en el aula exposición de conceptos centrales, desarrolla situaciones problemáticas en el aula, distribuye textos afines y cuestionarios guías teóricos y prácticos para estudio y ejercitación, sugerencia de material de estudio complementario, coordinación del trabajo grupal, proyección y análisis grupal de material audiovisual, corrección y evaluación de trabajos de investigación.
En el laboratorio se plantean modelos de trabajos prácticos, cuidados personales y de las instalaciones, coordinación de las actividades practicas, seguimiento individual y de las pautas de trabajo.
En cada instancia de enseñanza aprendizaje los alumnos pueden expresar sus dudas e inquietudes, participar de las actividades propuestas, y realizar las experiencias prácticas.

Trabajos Practicos desarrollados en el Laboratorio de Uso Académico:
TP Nº 1 Cromatografía.
TP Nº 2 Soluciones I Unidades Físicas.
TP Nº 3 Soluciones II Unidades Químicas.
TP Nº 4 Soluciones III Acidimetría y Basicidad.
TP Nº 5 Soluciones IV Curvas de solubilidad.
TP Nº 6 Soluciones V propiedades coligativas.
TP Nº 7 Solubilidad de los gases.
TP Nº 8 Punto de ebullición.
TP Nº 9 Punto de Fusión.
TP Nº 10 Corrosión Oxido – reducción.
TP Nº 11 Indicadores y drogas patrón.
TP Nº 12 Curvas de titulación y error devaluación.
TP Nº 13 Titulación de un acido débil con base fuerte.
TP Nº 14 Valoración por precipitación.
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6. Evaluación
Evaluación en proceso y continua mediante el desarrollo de las clases teórico-práctica por medio de la observación directa, entrega de cuestionarios, exposición de los alumnos, resolución de situaciones problemáticas por escrito o en el pizarrón. Tareas de revisión y comprobación parciales, evaluaciones oral, escritas.
Regularización de la cursada: dos pruebas parciales escritas con un puntaje de seis para la aprobación con dos recuperatorios de las mismas con puntaje de seis. Una al mediar la cursada (7ma semana de clases) y otra al finalizar la misma (semana 15 de clases). Los recuperatorios serán tomados en la ultima semana de clase así como la entrega de los informes de los prácticos de laboratorio y prácticos – resolución de problemas.
Asistencia del 80% a los teórico-prácticos y a los prácticos de laboratorio.
Aprobación de la materia:examen final de los alumnos regulares con puntuación mínima de cuatro.
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7. Bibliografía
Bibliografía Obligatoria:
Skoog, Douglas A.; West, Donald M.; Holler,F. (1997). Química analítica. (6a. ed.). México: McGraw-Hill. 2 ej.
Schaum, Daniel. (1976). Teoría y problemas de química general. Bogotá: Mc Graw-Hill. 1 ej.
Chang, Raymond. (1999). Química. (6a. ed.). México: McGraw-Hill Interamericana. 4 ej.
Whitten, K., Davis, R., Peck, (2009) M. Química General (8ª. Ed.). McGraw-Hill/Interamericana de España S.A.U. 2 ejemplares.

Bibliografía Complementaria:
Sienko, M.; Plane R. (1990). Química teórica y descriptiva. Bogotá: Mc Graw-Hill. 1 ej.
Gray, H.B.; Haight, G.F. (1980). Principios básicos de la química. Barcelona, España: Reverté.
Atkins; Peter. (2000). Química general. Barcelona, España: Omega.
Atkins. (2006). Principios de la química: el camino del descubrimiento, Buenos Aires: Panamericana.
Brown; Lemay. (2004). Química la ciencia central. México: Pearson Education.
Hein Morris; Arena Susan. (2007) Fundamentos de química. Cengage Learning Mexico. 4 ejemplares.
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