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UANL - FIME Química General

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IT-7-ACM-04-R03

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VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Química General Frecuencia semanal: 3 hrs. Horas presenciales: 60 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 32 hrs. Modalidad: Presencial Período académico: Semestral Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 4 incluyendo laboratorio Fecha de elaboración: 09 de Enero del 2009 Fecha de la última actualización: 10 de Diciembre del 2010 Responsables del diseño: M.C. Leticia Flores Moreno M.C. Sugeheidy Yaneth Carranza Bernal M.C. Verónica Almaguer Cantú M.C. Adán Ávila Cabrera

Presentación:

En esta unidad de aprendizaje el estudiante podrá diferenciar la materia en base a sus propiedades así como identificar el reactivo limitante y el exceso en una reacción lo que nos permita realizar cálculos estequiométricos, podrá diferenciar los tipos de soluciones y concentración para aplicarlos en procesos de titulación y determinar el mecanismo de una reacción a través del análisis del equilibrio químico, estos conocimientos le permitirán en la siguiente fase identificar los conceptos básicos de electroquímica en el balanceo de ecuaciones de oxido-reducción y argumentar la importancia del impacto ecológico que genera el desecho de celdas electrolíticas y pilas voltaicas, finalmente se establecerá el


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comportamiento fisicoquímico de la materia para relacionarla con la espontaneidad de las reacciones químicas y se utiliza la Teoría Cinético Molecular y las leyes de los gases para establecer el comportamiento del sistema.

Propósito:

Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad permitir a los estudiantes de ingeniería fundamentar los requerimientos previos que necesita para la caracterización de materiales, polímeros, análisis de los procesos termodinámicos, fisicoquímicos, diferenciar grupos funcionales, mediante el desarrollo de su capacidad para identificar elementos, compuestos, reacciones químicas en los que participa lo que lo faculta para analizar las propiedades físicas y químicas de las sustancias relacionándolas con su estado de agregación, esto le ayudará a la toma de decisiones buscando solucionar problemas tanto de ingeniería como de medio ambiente para lograr un desarrollo sustentable en beneficio de su comunidad, con lo que contribuirá al mejor desarrollo de las unidades de aprendizaje posteriores que empleen los conceptos de termodinámica, materiales y reacciones químicas ya que le proporciona las bases que necesitan para su estudio.

Generando profesionales competentes capaces de una actuación creativa en la que el desempeño integre los conocimientos, habilidades y actitudes en torno a la química.

Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales:

• Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional.

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad.

Competencias personales y de interacción social


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• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global interdependiente.

• Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la adecuada toma de decisiones.

b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Aplicar los conocimientos básicos de la Química General utilizando métodos y técnicas de análisis encaminados a proyectos de investigación básica para la solución de problemas tanto de ingeniería como de medio ambiente, argumentando sus decisiones.


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Representación gráfica

Competencias de la Unidad de

Aprendizaje

Instrumentales

Aplica estrategias de aprendizaje autónomo en los diferentes niveles y

campos del conocimiento que le permitan la toma de decisiones oportunas y

pertinentes en los ámbitos personal, académico y profesional

Aplicar los conocimientos básicos de la Química

General encaminados a proyectos de investigación

básica

Diferenciar la materia en base a sus propiedades para analizar los diferentes tipos

de cambio que presenta

Diferenciar entre los tipos de soluciones y concentración utilizando diferentes unidades

físicas de medición para aplicarlos en procesos de titulación

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal

de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y expresar ideas,

sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico

Argumentar sus decisiones de la aplicación de los conocimientos básicos de la Química General

Identificar reactivo limitante y exceso en una reacción realizando cálculos estequiométricos

para determinar su eficiencia

Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo

con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad

Utilizar métodos y técnicas de análisis

encaminados a proyectos de investigación básica

Identificar los conceptos básicos de electroquímica en el balanceo de ecuaciones de oxido- reducción por el método de cambio en el numero de oxidación y la

determinación de masa, tiempo y corriente eléctrica aplicando la ley de Faraday, para argumentar la

importancia del impacto ecológico que genera el desecho de celdas electrolíticas y pilas voltaicas

Personales y de Interacción

Social

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás,

respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para

contribuir a construir una sociedad sostenible

Integradoras

Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar

los retos del ambiente global interdependiente

Aplicar técnicas de análisis para la solución de problemas tanto de

ingeniería como de medio ambiente

Clasificar el comportamiento fisicoquímico de la materia con base en los conceptos básicos de

termoquímica y termodinámica para establecer la espontaneidad de las reacciones químicas

Resuelve conflictos personales y sociales conforme a técnicas específicas en el ámbito académico y de su profesión para la

adecuada toma de decisiones

Aplicar los conocimientos básicos de la Química General para la

solución de problemas tanto de ingeniería como de medio

ambiente, argumentando sus decisiones

Analizar el Equilibrio Químico de una reacción a través de los factores que lo

afectan para determinar el mecanismo de la misma

Determinar presión, volumen y temperatura de diferentes sistemas utilizando la Teoría Cinético

Molecular y las leyes de los gases para establecer el tipo de proceso que ocurre en cada caso


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Unidad temática 1: Materia: propiedades y estequiometria. Competencias particulares: Diferenciar la materia en base a sus propiedades para analizar los diferentes tipos de cambio que presenta. Identificar reactivo limitante y exceso en una reacción realizando cálculos estequiométricos para determinar su eficiencia.

Elementos de Competencia

Evidencias de aprendizaje

Criterios de desempeño

Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Identificar propiedades de la materia mediante sus características principales y tipos de enlace para diferenciar los tipos de materiales que existen

1. Mapa conceptual de materia.

Mapa conceptual: Contenga: � Presentación � Análisis de

información � Contenido � Resultados � Conclusión Las cuales deberán cumplir como fondo con las especificaciones que se establecen en la rúbrica.

Se dará una exposición dialogada en la que se involucre el concepto de materia, su importancia en la elaboración de diferentes materiales, así como sus características principales relacionándolo con el tipo de enlace que pude presentar y su impacto en la industria y la vida cotidiana, para lo cual se seleccionarán de la lista de actividades disponibles las que mas se adapten al grupo. Realizar un mapa conceptual sobre características principales de la materia y cambios que presenta

Clasificación, propiedades y cambios de la materia. Enlace químico Fuerzas intermoleculares

Libro de texto, Libros de consulta. Internet Rúbrica


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Analizar los tipos de reactivos involucrados en una reacción mediante cálculos estequiométricos para determinar la eficiencia de una reacción

2. Cálculos estequiométricos

Cálculos estequiométricos: � Orden y

organización � Terminología

química y notación.

� Conceptos químicos

� Estrategia/ Procedimientos

� Conclusión Las cuales deberán cumplir como fondo con las especificaciones que se establecen en la rúbrica.

Se establecerán mediante la realización de algunos cuestionamientos, así como la resolución de algunos ejemplos aplicados que permita desarrollar una discusión entre los estudiantes para establecer los conceptos estequiométricos, mediante conversiones de unidades, así como la determinación de las masas moleculares, balanceo de ecuaciones y la cantidad de combustible utilizado para que se lleve a cabo una buena combustión. Calcular el Reactivo Limitante, porcentaje de Eficiencia y relación ideal aire/combustible

Balanceo de ecuaciones por tanteo Estequiometria Reactivo limitante y en exceso, porcentaje de rendimiento. Composición del aire Relación ideal aire-combustible

Libro de texto, Listado de compuestos, tabla periódica. Rúbrica


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Unidad temática 2: Soluciones y Equilibrio Químico. Competencias particulares: Diferenciar entre los tipos de soluciones y concentración utilizando diferentes unidades físicas de medición para aplicarlos en procesos de titulación. Analizar el Equilibrio Químico de una reacción a través de los factores que lo afectan para determinar el mecanismo de la misma



Criterios de desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Aplicar conocimientos para la identificación de soluciones, suspensión y coloide mediante el análisis de propiedades para su posterior clasificación y determinación de diferentes unidades de concentración aplicándolo en procesos de titulación

3. Procesos de

titulación

Procesos de titulación: � Presentación: Contiene los datos generales y la bibliografía, presenta ideas claras, lógicas y secuenciadas en todos los párrafos sin faltas ortográficas. � Conceptos: La explicación demuestra completo entendimiento del concepto químico usado para resolver los problemas. � Estrategia: Por lo general, usa una estrategia eficiente y efectiva para resolver problemas. � Resultado: Redacta el resultado conteniendo las ideas esenciales. � Conclusión: Presenta una conclusión del logro de la actividad y una reflexión personal sobre lo que se aprendió al realizarla

En el aula se realizarán ejemplos de cálculo de concentración utilizando diferentes unidades y exponiendo a través de una lluvia de ideas la toma de decisión para utilizarlas, para lo cual se seleccionarán de la lista de actividades disponibles las que más se adapten al grupo.

Calcular molaridad, normalidad, fracción molar, porcentaje en masa y porcentaje en volumen

Propiedades y clasificación de las soluciones Unidades de concentración M, %P, %P/V, %V, m, N y Fracción molar. Proceso de titulación Reacciones de titulación pH

Referencias bibliográficas Listado de ejercicios Rúbrica


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Describir un sistema químico en equilibrio a través de los factores que lo afectan para determinar su mecanismo de reacción

4. Proyecto: a) Alteraciones

de equilibrio.

Proyecto: � Orden y organización: Las

variables son presentadas de una manera ordenada, clara y organizada que es fácil de entender.

� Terminología química y notación: La terminología y notación correctas fueron siempre usadas haciendo fácil de entender lo que fue hecho

� Estrategia/ Procedimientos: Por lo general, usa una estrategia eficiente y efectiva para resolver problemas.

� Conclusión: Todos los problemas fueron resueltos correctamente

En el aula se establecerá como afecta la temperatura, concentración y volumen el equilibrio de una reacción, para lo cual se seleccionarán de la lista de actividades disponibles las que más se adapten al grupo. De manera individual se resolverá un proyecto integrador, donde el estudiante determinará hacia donde se desplaza el equilibrio cuando se ve alterado por temperatura, concentración o volumen

Cinética Química Velocidad de Reacción factores que lo afectan Equilibrio químico Ley de acción de masas Principio de Le Chatelier

Libro de texto Proyecto Rúbrica


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Unidad temática 3: Electroquímica Competencias particulares: Identificar los conceptos básicos de electroquímica en el balanceo de ecuaciones de oxido- reducción por el método de cambio en el numero de oxidación y la determinación de masa, tiempo y corriente eléctrica aplicando la ley de Faraday, para argumentar la importancia del impacto ecológico que genera el desecho de celdas electrolíticas y pilas voltaicas .





Identificar los procesos de oxidación reducción mediante el análisis de propiedades y la resolución de problemas para analizar el proceso de electrodeposición

5. Problemas resueltos

Problemas � Orden y

organización � Terminología

química y notación.

� Conceptos químicos

� Estrategia/ Procedimientos

� Conclusión

En el aula se expondrán ejemplos de balanceo de ecuaciones oxido-reducción para que el estudiante participe en la resolución de ejercicios en clase de reacciones redox e identificará el agente oxidante y reductor, así como la determinación de masa obtenida mediante la Ley de Faraday Resolver problemas propuestos de balanceo de ecuaciones de óxido reducción y la Ley de Faraday

Electroquímica Reacción de oxidación-reducción Agente oxidante Agente reductor Numero de oxidación. Método de balanceo redox Ley de Michael Faraday Electrólisis

Libros de textos de química general, Listado de ejercicios Sitios de Internet recomendados Rúbrica


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Clasificar las celdas electrolíticas y electroquímicas en base a su funcionamiento, aplicación e impacto ecológico que genera su desecho para disminuir el efecto contaminante

6. Informe de los tipos de celdas.

Informe � Presentación � Análisis de

información � Contenido � Conclusión Las cuales deberán cumplir como fondo con las especificaciones que se establecen en la rúbrica.

Investigar y realizar informe escrito acerca de los tipos de celdas y su afectación al ambiente.

Celdas electrolíticas Celdas Electroquímicas

Sitios de Internet recomendados, Libro de texto, de consulta, artículos y publicaciones. Rúbrica.


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Unidad temática 4: Análisis Fisicoquímico de la Materia Competencias particulares: Clasificar el comportamiento fisicoquímico de la materia con base en los conceptos básicos de termoquímica y termodinámica para establecer la espontaneidad de las reacciones químicas. Determinar presión, volumen y temperatura de diferentes sistemas utilizando la Teoría Cinético Molecular y las leyes de los gases para establecer el tipo de proceso que ocurre en cada caso.




Analizar los conceptos Entalpía, Entropía y energía libre de Gibbs para relacionarlos con la espontaneidad de las reacciones mediante la ley de Hess para resolver problemas de medición de energía térmica ganada o perdida durante una reacción

7. Proyecto: b) Espontaneidad de las reacciones

Proyecto: � Orden y organización:

Las variables son presentadas de una manera ordenada, clara y organizada que es fácil de entender.

� Terminología química y notación: La terminología y notación correctas fueron siempre usadas haciendo fácil de entender lo que fue hecho

� Estrategia/ Procedimientos: Por lo general, usa una estrategia eficiente y efectiva para resolver problemas.

� Conclusión: Todos los problemas fueron resueltos correctamente

Se realizará una breve

explicación sobre el

comportamiento de la materia

con respecto a la temperatura

y se deducirán las expresiones

matemáticas que permitan

evaluar si un proceso es

espontaneo o no lo es, para lo

cual se seleccionarán de la lista

de actividades disponibles las

que más se adapten al grupo.

Resolver una actividad aplicando los conceptos de Entalpía, Entropía , energía libre de Gibbs y la ley de Hess y emitirá una respuesta concisa sobre la espontaneidad de los procesos propuestos.

Termoquímica

Energía térmica y calor

Ley de la conservación de la energía

Ley de Hess

Entalpía

2ª y 3ª Ley de la Termodinámica Espontaneidad de reacciones.

Libro de Texto

Proyecto

Rúbrica


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Analizar las

propiedades

generales de los

gases, tales como

presión, volumen

y temperatura

mediante la

Teoría cinético

Molecular

utilizando

diferentes

sistemas de

unidades para

establecer los

diferentes

comportamientos

de los mismos.

8. Problema

resuelto y

grafico del

simulador

Problema y uso

del simulador

� Orden y organización

� Terminología química y notación.

� Estrategia/ Procedimientos.

� Gráficos � Conclusión Las cuales deberán cumplir como fondo con las especificaciones que se establecen en la rúbrica.

Se realizará una lluvia de ideas

sobre el comportamiento de

las propiedades de los gases y

sus cambios de temperatura en

diferentes sistemas, así como la

realización de actividades

pertinentes para el manejo de

los conceptos y competencias

que se tratan en esta fase.

Resolver un problema aplicando las diferentes leyes de los gases así como utilizando el simulador en línea.

Propiedades de

los gases

Teoría Cinética

Molecular

Unidades de

presión, volumen

y temperatura

Ley de Boyle, Ley de Charles, Ley combinada de los gases, Ley de Avogadro, Ley de las presiones parciales de Dalton

Libro de texto

Simulador en Línea

Rúbrica


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Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Evidencia 1: Mapa conceptual de materia 2% Evidencia 2: Cálculos estequiométricos 5% Evidencia 3: Procesos de titulación 5% Evidencia 4: Proyecto: a) Alteraciones de equilibrio 5% Evidencia 5: Problemas resueltos 5% Evidencia 6: Informe de los tipos de celdas 3% Evidencia 7: Proyecto: b) Espontaneidad de las reacciones 5% Evidencia 8: Problema resuelto y grafico del simulador 5% Participación 5% Exámenes 30% Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje: Producto integrador 30%

Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará un portafolio tipo vitrina: el cual contendrá los proyectos a y b realizados en el transcurso del semestre que corresponden a cada momento establecido, los cuales evidencian tanto los conocimientos como la aplicación de los contenidos durante el desarrollo de la unidad de aprendizaje, los proyectos deberán ser entregados por escrito y con conclusiones acerca de los resultados obtenidos así como la realización de las mejoras sugeridas por el profesor incluyendo la reflexión del trabajo completo, también se incluirán los problemas integradores con su respectiva reflexión que evidencie el cómo y porque de su resolución.


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Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: QUÍMICA, séptima edición, 2003 Autor: Raymond Chang

Editorial: McGraw Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V ISBN 970- 10- 3894-0 Impreso en Julio del 2002

� Libro: QUÍMICA , novena edición, 2009

Autor: Jerome L. Rosenberg, Epstein Editorial: McGraw Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V.

ISBN 13: 978-970.10.6888.5 Impreso en Mexico

� Libro: QUÍMICA GENERAL, decimo primera edición, 2009

Autor: Brown ,Lemay ,Bursten Murphy Editorial: McGraw Hill/Interamericana Editores, S.A. de C.V.

ISBN 978-607442-021-0 Impreso en México

� Libro: QUÍMICA GENERAL, quinta edición, 2002

Autor: Whitten/Davis/Peck Editorial: McGraw Hill/Interamericana de España Editores, S.A. de C.V.

ISBN 0-03-0061188-1 Impreso en Enero del 2002

� Libro: GENERAL CHEMISTRY, ten editión, 2008

Autor: Raymond Chang Editorial: McGraw-Hill Companies

ISBN 978-0-07-304851-2 Impreso 2008


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� Libro: QUIMICA, edición 2000 Autor: Jonh S. Philip, Victor S. Strozak , Cherly Wistrom

Editorial: McGraw-Hill Interamericana Editorial S.A de C.V ISBN 970-10-2413-3 Impreso 2003

� Libro: QUIMICA, doceava edición

Autor: Morris Hein, Susan Arena Editorial: Cengage Learning Editores S.A de C.V

ISBN 978-0-471-74153-4 Impreso 2007

o Tema: ESTEQUIOMETRÍA Liga: http://www.amschool.edu.sv/Paes/science/estequiometria.htm

Fecha última revisión: 30 de enero del 2011

o Tema: PROPIEDADES DE LA MATERIA

Liga: http://www.amschool.edu.sv/Paes/science/materia.htm Fecha última revisión: 30 de enero del 2011

o Tema: ESTEQUIOMETRÍA Liga: http://www.amschool.edu.sv/Paes/science/estequiometria.htm


o Tema: Métodos de separación de mezclas Liga: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema3/index3.htm



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o Tema: Fundamentos de la estequiometría Liga: http://depa.fquim.unam.mx/equilibrio


o Tema: Estados de agregación y la teoría cinética Liga: www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema2/index2.htm


� Revista: Latinoamer. Quím. Año: 2010

Nombre del artículo: Adaptación de un micrométodo espectrofotométrico para determinación de fósforo en hueso Autor: Sabido Couoh, C.R.;

Rosado Rubio, J. G.; Castellanos Ruelas A.F.; Betancur Ancona, D.A.; Chel Guerrero, L. A. y Acereto Escoffié

Perfil del docente: . Ficha bibliográfica del profesor:


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JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BÁSICAS

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