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A) NOMBRE DEL CURSO: QUÍMICA ANALÍTICA

B) DATOS BÁSICOS DEL CURSO Tipo de propuesta curricular:

( X ) Nueva creación ( ) Reestructuración ( ) Ajuste

Tipo de materia: ( X ) Obligatoria ( ) Electiva u optativa ( ) Complementaria (…) otra _____________________________

Materia compartida con otro PE o entidad académica

( x) No ( ) Sí ¿Con qué PE se comparte? Ninguna ¿De qué semestre? Primer semestre ¿De qué entidad académica? COARA

Programas analíticos

Semestre Horas de teoría por semana

Horas de práctica por semana

Horas trabajo adicional estudiante

por semana

Créditos

III 2 2 2 6

C) OBJETIVOS DEL CURSO Objetivo general

Al finalizar el curso el estudiante será capaz de:

Observar, interpretar y cuantificar fenómenos propios de estos campos, empleando para ello las técnicas propias de los métodos analíticos. Así como desarrollar la habilidad de: medir, evaluar incertidumbres, y realizar análisis gráficos para la evaluación de los fenómenos observados y finalmente elaborar adecuadamente el reporte de su trabajo utilizando para ello técnicas computacionales.

Competencia

(s) profesional (es) que contribuye a desarrollar la materia

1. Reconocer y analizar procesos de producción, distribución y almacenamiento de

energía a partir de recursos naturales y los factores tecnológicos, económicos en

función de su contribución a la sustentabilidad.

2. Seleccionar y dimensionar sistemas de producción de energía (eléctrica, térmica,

química, entre otros) con fuentes renovables para aplicaciones a nivel residencial,

comercial e industrial.

3. Desarrollar y operar proyectos basados en fuentes de energía renovable con

responsabilidad social y ambiental.

Competencia

(s) transversal (es) a las que contribuye a desarrollar la materia

1. Capacidad para investigar y establecer relaciones coherentes y sistematizables entre la información derivada de la experiencia, los marcos conceptuales y modelos explicativos derivados de los campos científicos y tecnológicos propios de la profesión, encaminada a la resolución de problemas estratégicos y a la generación de nuevos conocimientos.

2. Capacidad para desarrollar habilidades de pensamiento complejo (análisis crítico, problematización, contextualización, investigación, discernimiento y decisión), de meta-cognición y autorregulación en contextos como la investigación y la elaboración de proyectos que permitan a nuestros egresados aprender a aprender y adaptarse a los requerimientos cambiantes del contexto con responsabilidad, creatividad, discernimiento, innovación, liderazgo y decisión.

Objetivos Unidades Objetivo específico

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específicos UNIDAD 1 El alumno desarrollará la habilidad de elegir el método

analítico apropiado para la determinación de una especie

química, y su cuantificación. Por lo que debe conocer:

• Concepto de medición.

• Sistemas de unidades y conversiones.

• Uso de bitácora y estructura de los informes

experimentales.

• Medidas reproducibles.

• Medición con incertidumbre.

• Conceptos de precisión y exactitud.

• Incertidumbres y su propagación.

• Cifras significativas.

UNIDAD 2 El alumno conocerá el concepto de disolución, sus

propiedades físicas; y la comparación con las propiedades de

sus componentes. La unidad está enfocada en las disoluciones acuosas de sustancias iónicas, debido a que es

uno de los medios en el que se pueden explicar los principios

de transporte de carga y materia. Por lo que se debe

conocer:

• El comportamiento de una disolución a nivel molecular y el

papel que desempeñan las fuerzas moleculares en el proceso.

• Cambios en la energía y en el desorden que acompañan al

proceso de disolución.

• Efecto de la solubilidad de acuerdo a la naturaleza de

solutos y solvente.

UNIDAD 3 El alumno conocerá varias formas comunes de expresar la concentración. • Las propiedades físicas de las disoluciones que dependen exclusivamente de la concentración. •Propiedades Coligativas de las soluciones.

UNIDAD 4 El alumno conocerá el concepto de equilibrio químico, así como:

•Expresiones para reacciones homogéneas y heterogéneas e interpretación de la magnitud de la constante de equilibrio.

•Predicción de las concentraciones a partir de las constantes de

equilibrio y sentido en el avance de la reacción.

•Análisis del principio de Le Châtelier el cual predice cómo responde un sistema en equilibrio ante cambios de concentración, volumen, presión y temperatura.

UNIDAD 5 EL alumno conocerá el concepto de ácido-base de Brønsted-Lowry. Los conceptos de ácido conjugado y base conjugada, escala de pH. Disociación de ácido débil y su constante de equilibrio. Disociación de una base débil y su constante de equilibrio. Relación del par conjugado ácido-base para determinar la disolución de una sal. Definición de un ácido y una base de Lewis.

UNIDAD 6 El alumno adquirirá habilidades para predecir equilibrios químicos

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amortiguados utilizando las constantes condicionales en lugar de las constantes termodinámicas (de condiciones estándar convencionales). Construcción de diagramas de Pourbaix.

D) CONTENIDOS Y MÉTODOS POR UNIDADES Y TEMAS

Unidad 1 10h

Tema 1.1. Unidades de medición

Subtemas 1.1.1 Unidades SI

1.1.2 Longitud y masa 1.1.3 Temperatura 1.1.4 Volumen 1.1.5 Densidad

Tema 1.2. Incertidumbre en las mediciones Subtemas 1.2.1 Precisión y exactitud

1.2.2 Cifras significativas 1.2.3 Cifras significativas en cálculos 1.2.4 Análisis dimensional 1.2.5 Uso de dos o más factores de conversión

Tema 1.3. Errores

Subtemas 1.3.1 Errores Aleatorios

1.3.2 Errores Sistemáticos

TEMA 1.4. INCERTIDUMBRE Subtemas 1.4.1 Incertidumbre absoluta

1.4.2 Incertidumbre relativa 1.4.3 incertidumbre porcentual 1.4.4 Propagación de la incertidumbre

Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el

alumno. Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está

diseñado de acuerdo a los fundamentos y ejercicios razonados por el alumno, con la finalidad de que compruebe sus predicciones aplicando el método científico.

UNIDAD 2. 10 h

Tema 2.1 FUERZAS INTERMOLECULARES

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Subtemas

2.1.1 Electronegatividad 2.1.2 Momento dipolar 2.1.3 Fuerzas ión-dipolo 2.1.4 Fuerzas dipolo-dipolo 2.1.5 Fuerzas de dispersión de London 2.1.6 Puentes de Hidrógeno 2.1.7 Comparación de fuerzas intermoleculares

Tema 2.2 PESOS FÓRMULA Subtemas 2.2.1 Pesos formulares.

2.2.2 Composición porcentual a partir de pesos fórmula. 2.2.3 Masa molar. 2.2.4 Interconversión de masas, moles y números de partículas. 2.2.5 Fórmula Empírica. 2.2.6 Fórmula molecular. 2.2.7 Información cuantitativa a partir de ecuaciones balanceadas. 2.2.8 Reactivos limitantes 2.2.9 Rendimientos Teóricos

Tema 2.3 PROPIEDADES GENERALES DE LAS DISOLUCIONES ACUOSAS

2.3.1 Propiedades Electrolíticas 2.3.2 Compuestos iónicos en agua 2.3.3 Compuestos moleculares en agua 2.3.4 Electrolitos fuertes y débiles

Tema 2.4 ESTEQUEOMETRIA DE LAS DISOLUCIONES

Subtemas 2.4.1 Concentraciones de disoluciones 2.4.2 Interconversión de molaridad, moles y volumen. 2.4.3 Dilución

Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el alumno.

Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está diseñado de acuerdo a los fundamentos y ejercicios razonados por el alumno, con la finalidad de que compruebe sus predicciones aplicando el método científico.

Unidad 3 12 h

Tema 3.1. PROCESO DE DISOLUCIÓN

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Subtemas

3.1.1 Cambios de energía y formación de disoluciones. 3.1.2 Espontaneidad y desorden. 2.1.3 Formación de disoluciones y reacciones químicas

Tema 3.2. FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD

3.2.1 Interacción soluto disolvente.

3.2.2 Efectos de Presión.

3.2.3 Efectos de la Temperatura

Tema 3.3. PROPIEDADES COLIGATIVAS

Subtemas

3.3.1 Abatimiento de la Presión calor 3.3.2 Elevación del punto de ebull ición 3.3.3 Abatimiento del punto de congelación 3.3.4 Ósmosis

Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el alumno.

Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está

diseñado de acuerdo a los fundamentos y

ejercicios razonados por el alumno, con la

finalidad de que compruebe sus predicciones

aplicando el método científico. Unidad 4 12 h

Tema 4.1. EQUILIBRIO QUÍMICO

Subtemas

4.1.1 Concepto de equilibrio.

4.1.2 Constante de equilibrio.

4.1.2.1 Magnitud de las constantes de equilibrio

4.1.2.2 Sentido de la ecuación química y Ke q

4.1.2.3 Formas de manipular ecuaciones químicas y

Keq 4.1.2.4 Unidades de las constantes de equilibrio.

4.1.3 Equilibrios heterogéneos. 4.1.3.2 Cálculos de constantes de equilibrio.

4.1.3.3 Operaciones de las constantes de equilibrio.

4.1.4 Cálculo de concentraciones en equilibrio. 4.1.5 Principio de LeChâtelier.

4.1.5.1 Cambios de reactivos o productos

4.1.5.2 Efecto de los cambios de volumen y presión 4.1.5.3 Efecto de los cambios de Temperatura

Tema 4.2 Equilibrios Heterogéneos

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Subtemas 4.2.1. Cálculo de la constante de equilibrio

4.2.2. Operaciones de las constantes de equilibrio

Tema 4.3. Cálculo de concentraciones en equilibrio

Tema 4.4 Principio de LeChâtelier.

Subtemas 4.4.1 Cambios de reactivos o productos 4.4.2 Efecto de los cambios de volumen y presión

4.4.3 Efecto de los cambios de Temperatura

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TEMA 4.5

Subtemas

4.5.1 Relaciones peso-peso.

4.5.2 Relaciones peso-volumen. 4.5.3 Cálculos en donde intervienen los conceptos de: Reactivo limitante, Reactivo en exceso, Grado de conversión o rendimiento

Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el alumno.

Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está diseñado de acuerdo a los fundamentos y ejercicios razonados por el alumno, con la finalidad de que compruebe sus predicciones aplicando el método científico.

Unidad 5 10h

Tema 5.1. Repaso de Ácidos y Bases

Tema 5.2. Ácidos y bases de Brønsted-Lowry Subtemas 5.2.1 El ion H+ en agua

5.2.2 Reacciones de transferencia de protones 5.2.3 Pares conjugados ácido-base

5.2.4 Fuerza relativa de ácidos y bases

Tema 5.3. Autodisociación del agua

Subtemas 5.3.1 Producto iónico del agua

Tema 5.4. La escala de pH

Subtemas 5.4.1 Otras escalas “p”

5.4.2 Medición del pH

Tema 5.5. Ácidos y Bases fuertes

Subtemas 5.5.1 Ácidos fuertes

5.5.2. Bases Fuertes

Tema 5.6. Ácidos débiles

Subtemas 5.6.1 Cálculo de Ka a partir del pH

5.6.2 Cálculo del pH con base en Ka

5.6.3 Ácidos polipróticos

5.6.4 Tipos de bases débiles

Tema 5.7 Relación entre Ka y Kb

Tema 5.8 Propiedades ácido-base de las disoluciones de sales

Subtemas 5.8.1 Capacidad de un anión para reaccionar con agua

5.8.2 Capacidad de un catión para reaccionar con agua

5.8.3 Efecto combinado del catión y el anión en disolución

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Tema 5.9 Comportamiento ácido-base y estructura química

5.9.1 Factores que influyen en la fuerza de los ácidos

5.9.2 Ácidos binarios

5.9.3 Oxiácidos

5.9.4 Ácidos carboxílicos

5.9.5 Ácidos y bases de Lewis

5.9.5.1 Iones metálicos Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados

por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor

que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el alumno. Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está diseñado de acuerdo

a los fundamentos y ejercicios razonados por el alumno, con la finalidad de que compruebe sus predicciones aplicando el método científico.

UNIDAD 6. 10 h

Tema 6.1 Sistemas no redox

Subtemas

6.1.1 Construcción de Diagramas de zonas de predominio del tipo pL´/ pH para las especies de Fe (III) con L (1, 10 Fenantrolina) 6.1.2 Construcción de Diagramas de zonas de predominio del tipo pL´/ pH para las especies de Fe (II) con L (1, 10 Fenantrolina) 6.1.3 Efectos de agentes de desplazamiento sobre valoraciones ácido-base

Tema 6.2 Construcción de Diagramas de Pourbaix

Subtemas

6.1.1 Construcción del Diagrama de Pourbaix del tipo E /pH, para el sistema *Br´(V)/ *Br´(O). 6.1.1.2 Construcción de DZP para el sistema *Br´(V)/ *Br´(I -

). 6.1.1.3 Punto de dismutación y DZP para el sistema Br´(V)/ *Br´(O) / *Br(I -).

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TEMA 6.4.

Subtemas Lecturas y otros recursos Leer la bibliografía recomendada, resolver los ejercicios señalados

por el profesor y entregar proyectos.

Métodos de enseñanza El curso está basado en el método científico y en el experimental por lo que se impartirán temas de principios básicos dados por el profesor que serán aplicados mediante un proyecto diseñado por el alumno.

Actividades de aprendizaje Prácticas en el laboratorio. El experimento está diseñado de acuerdo a los fundamentos y ejercicios razonados por el alumno, con la finalidad de que compruebe sus predicciones aplicando el método científico.

E) ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE: SE SUGIEREN LAS SIGUIENTES PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

1. Conocimiento de material, equipo y reglas de laboratorio: C o n o c e r á el material,

equipo, reglas de seguridad y el manejo de sustancias peligrosas.

2. Medición. Se desarrollarán conceptos de forma intuitiva, la dinámica se basa en una serie

de preguntas que contienen implícitos los objetivos de llamar su atención sobre sus

habilidades de “medir”, y su habilidad y conocimiento sobre el manejo de ciertos

instrumentos.

3. Preparación de disoluciones. Se llevarán a cabo cálculos de la concentración de diversas disoluciones, así como su preparación. Se distinguirán las diferencias entre las distintas formas de expresar su concentración.

4. Equilibrio químico: efecto de la concentración y temperatura en una reacción (velocidad de

reacción). Se analizarán y observarán experimentalmente los efectos que tienen algunos

factores sobre la velocidad de la reacción. 5. Curva de titulación (ácido-base fuerte). Se observarán las diferencias en la curva de titulación

de un ácido fuerte versus una base fuerte.

6. Neutralización ácido-base: uso y elección de los indicadores. Conocerá los los diferentes

patrones primarios e indicadores que se utilizan en volumetría para reacciones ácido-

base. Para ello determinara la acidez en diferentes muestras como leche, jugo de naranja

y tabletas de aspirinas.

7. Determinación de Ca (II) y Mg (II) (dureza del agua). Se determinará la concentración del

calcio y magnesio, para conocer la dureza del agua, mediante una volumetría de

formación de complejos utilizando AEDT.

Elementos de Evaluación

a) exámenes parciales b) informes c) bitácora d) taller de cómputo e) tareas f) discusión y propuesta de proyecto

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Descripción de cada elemento de evaluación a) exámenes parciales

El curso contiene seis unidades, al término de dos unidades se elaborará un examen parcial, quedando un total de cuatro parciales. b) Informes Serán entregados por equipo, en un archivo adjunto y ocho días después de haber realizado la actividad experimental con el formato de: 1. Portada que incluya el título del experimento, 2. Planteamiento del problema, 3. Introducción que justifique resolver el problema, 3. Objetivos, 4. Desarrollo teórico, 5. Desarrollo Experimental, 6. Resultados y Cálculos, 7. Observaciones y Conclusiones, 8. Bibliografía.

F) EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN

Elaboración y/o presentación de: Periodicidad Abarca Ponderación

Primer examen parcial Tareas (12%) Informe de Prácticas (40%) Primer parcial (48%)

10 sesiones Unidad 1 a 2 25%

Segundo examen parcial Tareas (12%) Informe de Prácticas (40%) Segundo parcial (48%)

20 sesiones Unidad 3 a 4 25%

Tercer examen parcial Tareas (12%) Informe de Prácticas (40%) Tercer parcial (48%)

20 sesiones Unidad 4 a 5 25%

Cuarto examen parcial Tareas (12%) Informe de Prácticas (40%) Cuarto parcial (48%)

10 sesiones Unidad 6 25%

TOTAL 60 sesiones 6 unidades 100%

Examen ordinario Promedio de los cuatro exámenes parciales. Valor relativo 100%.

Laboratorio

El laboratorio tendrá una ponderación correspondiente al 50 %, siempre y cuando se tenga el 75% de prácticas aprobadas y el 90% de asistencia al laboratorio. En caso contrario, el alumno no tendrá derecho a calificación ordinaria de la materia y tendrá que recursarla.

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Examen ordinario Promedio de los cuatro exámenes parciales teniendo derecho a calificación ordinaria cuando el laboratorio sea acreditado con más del 75% de prácticas aprobadas y asistencia de un 90%.

Promedio de los cuatro parciales con laboratorio aprobado.

Total

100%

Examen Extraordinario Examen que abarca el contenido de todo el programa. Valor relativo 100%. Se tendrá derecho a examen extraordinario siempre y cuando haya acreditado el laboratorio

Examen a Título Examen que abarca el contenido de todo el programa. Valor relativo 100%. Se tendrá derecho a examen a título siempre y cuando haya acreditado el laboratorio.

Examen de Regularización Examen que abarca el contenido de todo el programa. Valor relativo 100%. Se tendrá derecho a examen a regularización siempre y cuando haya acreditado el laboratorio.

G) BIBLIOGRAFÍA Y RECURSOS INFORMÁTICOS

Textos básicos: 1. Valcarcel Cases Miguel; La química analítica: hoy y mañana. Universitat de Valencia. Servei de Publicacions, 2012. 2. Fundamentos de Química Analítica 8ª Edición, EDICIONES PARANINFO, S.A., 2011. 3. Gallego Picó Alejandro, Garcinuño Martínez Rosa María. Experimentación en Química Analítica. UNED. Universidad Nacional de Educación a Distancia, 2012. 4. Resano Martín, Belarra Piedrafita Miguel Ángel. Introducción a la Química Analítica. Prensas Universitarias de Zaragoza, 2011. 5. Rubio Roser, Fonrodona Gemma, Guiteras Jacinto. Curso Experimental en Química Analítica. Editorial SINTESIS, 2014. 6. Sánchez Batanero Pedro. Química Analítica General: Vol. I. Equilibrio de Fases Homogénea y Métodos Analíticos. Editorial SINTESIS. 2014.

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7. Pingarrón Carrazón José Manuel, De Villa Rueda Javier Manuel. 2014Mora Lugo, Eugenio; Fundamentos de Química Analítica, Cengage Learning, Novena Edición, 2015. Textos complementarios:

https://www.yumpu.com/es/document/view/15814702/los-diagramas-de-zonas-de-predominio-aplicados-al-analisis-uam

Sitios Complementarios Environmental and Analytical Chemistry

https://www.ntnu.edu/chemistry/research/environmental-and-analytical-chemistry Chemistry and Renewable Energy: Generation GAP https://www.mpg.de/8219318/chemisty_and_renewable_energy