Última actualización: 31/05/2022


Curso Académico: 2022/2023

Fundamentos químicos de la ingeniería
(14186)
Titulación: Grado en Ingeniería Mecánica (221)


Coordinador/a: POZUELO DE DIEGO, JAVIER

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingenieria Química

Tipo: Formación Básica
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:

Rama de Conocimiento: Ingeniería y Arquitectura



Objetivos
Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de: 1. Tener conocimiento y comprensión de la química general, química orgánica e inorgánica que subyacen a la rama de ingeniería industrial. 2. Tener capacidad de aplicar su conocimiento y comprensión para identificar, formular y resolver problemas de química general, química orgánica e inorgánica utilizando métodos establecidos. 3. Tener capacidad de diseñar y realizar experimentos de química, interpretar los datos y sacar conclusiones. 4. Tener competencias técnicas y de laboratorio de química. 5. Tener capacidad de seleccionar y utilizar equipos, herramientas y métodos adecuados para resolver problemas de química general, química orgánica e inorgánica. 6. Tener capacidad de combinar la teoría y la práctica para resolver problemas de química general, química orgánica e inorgánica. 7. Funcionar de forma efectiva tanto de forma individual como en equipo.
Competencias y resultados del aprendizaje
Descripción de contenidos: Programa
Tema 01.- El átomo y propiedades periódicas - Introducción. Radiación electromagnética. Dualidad onda-partícula. Modelo atómico de Bohr. Concepto de probabilidad. Aproximación de Schrodinger. - Orbitales atómicos. Energía de los orbitales. Orden de llenado de los orbitales atómicos. Excepciones a la regla de llenado. La configuración electrónica en iones monoatómicos - Propiedades periódicas. Radios atómicos. Radio iónico. Energía de ionización. Afinidad Electrónica. Electronegatividad. Tema 02.- El Enlace Químico - El enlace Iónico. Estructura Cristalina. Propiedades de los Compuestos Iónicos. - El Enlace Covalente. Carácter Iónico del enlace Covalente. Polaridad de las moléculas. Teoría del enlace de valencia. Hibridación. - El enlace Metálico. Estructura el enlace metálico. - Fuerzas intermoleculares. Tema 03.- Estados de Agregación de la Materia. Gases, Líquidos y Sólidos. - Los Gases. Teoría Cinética de los gases. Mezclas de Gases Ideales: - Los cambios de estado. Equilibrio Líquido-Vapor. Variación de la presión de vapor con la temperatura. Ecuación de Clausius. Ecuación de Clausius-Clapeyron. - Diagrama de Fases. Tema 04.- Disoluciones y Propiedades Coligativas - Introducción. Formas de expresar la concentración. - Solubilidad. Factores que influyen en la solubilidad. Solubilidad de gases. Ley de Henry. Ley de reparto. - Disolución ideal de gases. Ley de Raoult. Desviaciones de la ley de Raoult. - Diagramas de punto de ebullición. Destilación. Diagramas de punto de congelación. - Propiedades coligativas. Disminución de la presión de vapor. Aumento de la temperatura de ebullición. Descenso de la temperatura de fusión/congelación. Presión osmótica. Tema 05.- Termoquímica - Definición de Termoquímica y Tipos de Sistemas - Funciones de Estado - Calor, Entalpía y Capacidad calorífica. - La entalpía y las reacciones química. - Determinación indirecta de las entalpías de reacción: Ley de Hess - El primer principio de la termodinámica: Calor, Trabajo y Entalpía - El segundo principio de la Termodinámica: Entropía y desorden, Espontaneidad, reversibilidad y equilibrio - Entropías absolutas y tercer principio - Energía libre y espontaneidad Tema 06.- Equilibrio Químico. - Reacciones reversibles. - Constantes de equilibrio. - Equilibrios homogéneos. - Equilibrios heterogéneos. - Factores que afectan el equilibrio químico. Tema 07.- Equilibrios Ácido-Base y solubilidad. - Definiciones ácido-base. Teoría de Arrhenius. Teoría de Bronsted-Lowry. Teoría de Lewis - Propiedades ácido-base del agua. Disoluciones ácidas, básicas y neutras - Fuerza de los ácidos y bases. Relación entre la constante de acidez y la constante de basicidad - Hidrólisis. - Efecto del ion común. Disoluciones reguladoras - Solubilidad. Producto de solubilidad. Reacciones de precipitación. Efecto del ion común sobre la solubilidad. - Ejemplos industriales. Tema 08- Electroquímica. - Concepto de Oxidación y Reducción. - Tipos de Pilas. - Aplicaciones de las Pilas Galvánica. - Aplicaciones de las Pilas electrolíticas. Ley de Faraday. - Potenciales de Procesos Redox. - Espontaneidad de Procesos Redox. - Efecto de la Concentración sobre el Potencial. - Pilas de Corrosión. Protección catódica y Pasivación. Tema 09.- Cinética Química. - Velocidad de reacción - Leyes de velocidad y orden de reacción - Ley de Arrhenius - Mecanismos de reacción - Catálisis homogénea y heterogénea - Reactores químicos Tema 10.- Introducción a la Ingeniería Química - Concepto y fundamentos de la Ingeniería Química. - Fenómenos de transporte. - Balances de materia. - Principales operaciones básicas físicas. Tema 11.- Introducción a la Química Orgánica. - Identificación de las familias de los compuestos orgánicos. Nomenclatura de compuestos orgánicos. - Hidrocarburos. Descripción del enlace en Hidrocarburos saturados e insaturados. Nomenclatura y Formulación de Hidrocarburos. Propiedades físicas de hidrocarburos alifáticos - Tipos de reacciones orgánicas. Compuestos intermedios de reacción: radical, carbocatión y carbanión. Hidrocarburos alifáticos y aromáticos. - Principales fuentes de hidrocarburos: petróleo, gas natural y carbón - Procesado del petróleo. Aprovechamiento industrial de los combustibles fósiles - Alcoholes, fenoles y éteres. Propiedades, métodos de obtención. Aplicaciones - Aldehídos y cetonas. Propiedades, reactividad. - Ácidos orgánicos. Propiedades, reactividad. Polimerización.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
Clases magistrales, clases de resolución de dudas en grupos reducidos, presentaciones de los alumnos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de conocimientos teóricos (3 créditos ECTS). Prácticas de laboratorio y clases de problemas en grupos reducidos, tutorías individuales y trabajo personal del alumno; orientados a la adquisición de habilidades prácticas relacionadas con el programa de la asignatura (3 créditos ECTS).
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 55
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 45
Calendario de Evaluación Continua
Bibliografía básica
  • A. VIAN ORTUÑO. Introducción a la Química Industrial. Reverté..
  • G. CALLEJA, F. GARCIA, A. DE LUCAS, D. PRATS, J.M. RODRIGUEZ. Introducción a la Ingeniería Químic. Síntesis..
  • J. COSTA, S. CERVERA, F. CUNILL, S. ESPLUGAS, C. TEIXIDO, J. MATA. Curso de Ingeniería Química. Reverté..
  • M. GOMEZ ANTON, M. MOLERO MENESES, J. SARDA HOYOS. Química Inorgánica y Orgánica de interés Industrial. UNED..
  • P.W. ATKINS, L. JONES. Principios de Química. Editorial Médica Panamericana..
  • R. CHANG.. Química. Mc. Graw-Hill..
  • R.T. MORRISON, R.N. BOYRD. Química Orgánica. Addison-Wesley Iberoamericana..

El programa de la asignatura podría sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.