Download TEMA: 3. Propiedades coligativas de las disoluciones 4 horas

DATOS GENERALES
Q-00-811 QUIMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
(3-0-8. Requisito: No tiene. 1 IC, 1 IEC, 1 IFI, 1 IIA, 1 IIS, 1 IMA, 1 IME, 1 IMT, 1 IQA, 1 IQS, 1 ISE, 1 LCQ, 1 IBT
Equivale a Q-95-811
SISTEMA ITESM, CAMPUS MONTERREY
Q-00-811 QUIMICA
OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA
Al finalizar el curso el alumno deberá de:
Haber adquirido una base formativa general de la ciencia química a través de analizar las transformaciones permanentes
de la materia inorgánica, sus cambios de energía, su estructura, propiedades y algunas aplicaciones.
MÓDULO I: Estructura y propiedades de la materia.
Contenidos
1. Estructura molecular.
1.1 Enlaces. (Diagrama de Lewis)
1.2 Geometría molecular: Método RPECV.
1.3 Geometría de iones y moléculas.
1.4 Polaridad en moléculas.
1.5 Interacciones ión-molécula y molécula-molécula
1.6 Relación del estado físico, temperaturas de ebullición y fusión y la solubilidad de las sustancias con las interacciones
y la masa molar
2. Estados de la materia.
2.1 Comportamiento de los gases, líquidos y sólidos de acuerdo a la Teoría cinético molecular
2.2 Cambios de estado: diagramas de fase de un componente
2.3 Efecto de la masa molar y la temperatura en la velocidad de las moléculas de los gases
2.4 Comportamiento real de los gases.
2.5 Propiedades de los líquidos
2.6 Estructura de los sólidos: Método de difracción de rayos X, celda unitaria, red cristalina
2.7 Clasificación de sólidos (partícula unitaria y fuerzas entre ellas)
2.8 Empaquetamiento compacto en cristales iónicos y metálicos
2.10 Influencia de la estructura interna de los sólidos iónicos y metálicos en sus propiedades físicas
3. Propiedades coligativas de las disoluciones.
3.1 Ley de Raoult y propiedades coligativas de las disoluciones (solutos no volátiles)
3.2 Comportamiento de las disoluciones no ideales
3.3 Aplicaciones de propiedades coligativas en la calidad de vida
MÓDULO II: Transformaciones de la materia
Contenidos
4. Termodinámica
4.1 Primera ley de la termodinámica.
4.2 Entalpía.
4.3. Energía reticular de sólidos iónicos
4.4 Segunda y tercera leyes de la termodinámica.
4.5 Entropía.
4.6 Energía Libre
4.7Importancia de las leyes termodinámicas en el proceso de obtención de un producto
5. Cinética
5.1 Velocidad de reacción.
5.2 Factores que afectan la velocidad de reacción.
5.3 Ley de velocidad
5.4 Orden de reacción y constante cinética
5.5 Relacion concentración-tiempo: Leyes de velocidad integrada
5.6 Mecanismo de reacción
5.7 Relación de la constante cinética con la temperatura y la energía de activación.
5.8 Catálisis
5.9 Optimización de la obtención de productos de reacciones químicas. Catálisis
6. Equilibrio
6.1 Equilibrios homogéneos y heterogéneos
6.2 Cálculo de la constante de equilibrio
6.3 Posición del equilibrio de acuerdo al valor de la constante
6.4 Principio de Le Chatelier
6.5 Ácidos y bases de Brönsted-Lowry; fuertes y débiles
6.6 Equilibrio Iónico: Autodisociación del agua. Escala de pH
7. Electroquímica
7.1 Reacciones de oxidación- reducción (espontáneas y no espontáneas)
7.2 Balanceo de ecuaciones de oxidación reducción (Método ión-electrón o medias celdas)
7.3 Celdas voltaicas
7.4 Fem de la celda
7.5 Espontaneidad de las reacciones Redox
7.6 Efecto de la concentración de las soluciones electrolíticas en la fem de la celda
7.7 Fem de la celda, energía libre y equilibrio
7.8 Electrólisis
7.9 Aplicaciones de electroquímica: baterías, electrodeposición, corrosión
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OBJETIVOS PARTICULARES Y ESPECÍFICOS DE APRENDIZAJE POR MÓDULO Y POR TEMA
MODULO I: Clasificación, estructura y propiedades de la materia
Objetivos particulares:
 Comprender y predecir la estructura de las moléculas, sus características de polaridad y su relación con los estados
físicos, la solubilidad, y las propiedades coligativas e interpretar las propiedades de los gases, líquidos y sólidos
mediante la teoría cinético molecular.
 Buscar y discriminar información acerca de temas específicos.
 Desarrollar vivencialmente la tolerancia, la responsabilidad, la honestidad, la organización y la observación crítica.
 Construir individual y socialmente el conocimiento.
 Ejercitar las habilidades cognitivas.
TEMA:
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6 horas
Comprender los enlaces entre los átomos (mediante la representación del diagrama de Lewis de moléculas)
Predecir la geometría molecular utilizando el modelo RPECV
Predecir la polaridad de las moléculas (en base a su geometría molecular y la polaridad de sus enlaces)
Comprender la formación de interacciones ión-molécula y molécula-molécula
Relacionar las propiedades del estado físico y solubilidad de las sustancias con sus interacciones y masa molar
TEMA:
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1. Modelos moleculares
2. Estados de la materia
8 horas
Comprender el comportamiento de los gases, los líquidos y los sólidos de acuerdo a la teoría cinético molecular
 Comprender las condiciones de presión y temperatura a las que ocurren los cambios de estado mediante el
diagrama de fases de un solo componente
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Comprender el efecto de la masa molecular y de la temperatura en la velocidad de las moléculas de los gases
Comprender el comportamiento de los gases reales (Ecuación de Van der Waals)
Interpretar las propiedades de los líquidos de acuerdo a las interacciones entre sus partículas (viscosidad, tensión
superficial, capilaridad, evaporación, presión de vapor, punto de ebullición)
Conocer las estructuras de los sólidos: Método de difracción de rayos X, celda unitaria, red cristalina
Clasificar los sólidos de acuerdo a sus partículas unitarias y las fuerzas entre ellas
Relacionar los tipo de sólidos con sus propiedades
Analizar las estructuras de cristales iónicos y metálicos en base al empaquetamiento compacto
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3. Propiedades coligativas de las disoluciones 4 horas
Relacionar las propiedades coligativas de las disoluciones líquidas con la cantidad de soluto
Efectuar cálculos numéricos de disminución de presión de vapor, crioscopía, ebulloscopía y cambios de presión
osmótica en disoluciones ideales de no electrolitos y electrolitos
Comprender el comportamiento no ideal de las disoluciones
Conocer algunas aplicaciones de las propiedades coligativas en la calidad de vida
MODULO II: Transformaciones de la materia
Objetivos particulares:
 Comprender las relaciones de los cambios de energía de la materia, las velocidades de reacción, equilibrio químico y
conceptos electroquímicos.
 Desarrollar vivencialmente la tolerancia, la responsabilidad, la honestidad, la organización y la observación crítica.
 Construir individual y socialmente el conocimiento.
 Ejercitar las habilidades cognitivas.
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5 horas
6. Equilibrio
5 horas
Conocer el concepto de equilibrio dinámico
Comprender el concepto de constante de equilibrio ( ley de acción de masas)
Expresar constantes de procesos homogéneos y heterogéneos en equilibrio
Efectuar cálculos de las especies químicas y de constantes de equilibrio ( expresadas en presiones parciales y
molaridad) de procesos homogéneos en equilibrio
Predecir la dirección de una reacción a partir de valor de la constante de equilibrio
Predecir el desplazamiento de una reacción aplicando el principio de Le Chatelier
Comprender los conceptos de ácido y base de Brönsted- Lowry (par conjugado)
Conocer el concepto de fuerza relativa de ácidos y bases
Comprender el concepto de pH a partir de la disociación del agua como un proceso en equilibrio
Identificar acidez o basicidad de una disolución en función de la concentración de iones hidrógeno, (pH)
Calcular el pH de soluciones acuosas de ácidos y bases fuertes
TEMA:
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5. Cinética
Conocer el concepto de velocidad de reacción .
Determinar la ley de velocidad de una reacción por el método de velocidades iniciales
Comprender los conceptos de orden de reacción y constante cinética
Comprender la variación de velocidad de reacción en función de los factores que la afectan
Efectuar cálculos de concentración de reactivos para un tiempo determinado (reacciones de orden cero, uno y dos)
Comprender el mecanismo de una reacción
Comprender el efecto de la temperatura en la constante cinética (Ecuación de Arrhenius)
Comprender el efecto de los catalizadores sobre la velocidad de una reacción, su utilización industrial y bioquímica.
TEMA:
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4 horas
Conocer los conceptos fundamentales usados en termodinámica.
Calcular energía reticular de sólidos iónicos (ciclo Born-Haber) y relacionarla con su estabilidad
Comprender las leyes de la termodinámica y su aplicación a sistemas químicos
Efectuar cálculos numéricos de cambios de entalpía, de entropía y de energía libre de Gibbs en sistemas químicos
Predecir si la reacción es exo o endotérmica, se ordena o se desordena y si es espontánea o no, en base al valor
calculado de cambios de entalpía, entropía, y de energía libre de Gibbs.
Comprender la importancia de las leyes termodinámicas en el proceso de obtención de un producto
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4. Termodinámica
7. Electroquímica
7 horas
Comprender los conceptos de oxidación y de reducción
Balancear ecuaciones de oxidación- reducción usando el método de ión-electrón (medias celdas)
Reconocer los componentes y el funcionamiento de una celda voltaica (galvánica)
Aplicar el potencial estándar de media celda para calcular el voltaje (fem) de una celda galvánica a condiciones
estándar y otras condiciones (Ecuación de Nernst)
Determinar la espontaneidad de una reacción a partir del cálculo de la fem asociada
Relacionar la fem de la celda con el cambio de energía libre y el equilibrio químico
Conocer los componentes, el funcionamiento y la utilización de baterías comunes (celdas galvánicas)
Conocer los componentes y el funcionamiento de una celda electrolítica
Comprender como se efectúan los procesos electrolíticos de sales fundidas y de disoluciones acuosas
Aplicar la ley de Faraday en la resolución de problemas numéricos de procesos electrolíticos de importancia
industrial
 Conocer algunos procesos de corrosión metálica y métodos de control
Metodología de la enseñanza
Se motiva al alumno a realizar una lectura previa del contenido conceptual mediante la técnica de lectura de
comprensión, seguida de una exposición del maestro y en algunos casos de alumnos.
También se utilizan técnicas dinámicas de construcción social del conocimiento como binas, trabajos en
equipo, etc.
Se estimula la creatividad y la utilización de la tecnología en las investigaciones y en su presentación y la
profundización y ampliación de los contenidos conceptuales mediante presentaciones de apoyo y visitas a
páginas de internet e investigaciones documentales en biblioteca.
Se propicia la aplicación práctica de los conceptos mediante ejercicios ilustrativos y tareas, se promueve el
trabajo individual y en equipo con la intención de desarrollar las habilidades, actitudes y valores mencionados
en los contenidos al utilizar problemáticas reales de los procesos químicos aplicados en la industria con la
técnica de Aprendizaje Colaborativo (AC).
Para evaluar su propio desarrollo se cuenta con autoevaluaciones en los temas conceptuales y
autoevaluaciones y coevaluaciones de HAV´s. Para sistematizar algunos procesos de aplicación de conceptos,
se proporcionan algoritmos y para organización de conceptos se utiliza la técnica de mapa conceptual. Todas
las técnicas empleadas se describen y se emplean hojas de registro para las evaluaciones, tanto para el alumno
como para el maestro.
EVALUACIÓN
3 calificaciones parciales, las cuales incluyen cada una:
Examen:
Tareas y Actividades:
70%
30%
Calificación final conformada por:
0.5 (Promedio de exámenes parciales ) + 0.4 (Examen final ) + 0.1(trabajo final)
BIBLIOGRAFÍA
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Libro de texto
Chang R., Química, Mc Graw Hill, 7a. edición, México, 2002

Libros de consulta
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Kotz J. C. , P.M. Treichel, Química y ractividd Química, Thomson, 5a. edición, México, 2003
Petrucci R.H., W.S. Harwood, F. G. Herring , Química General Prentice Hall, Pearson Educación
8va.edición, Madrid, 2003
Brown T.L., H.E. Le May, Jr. , B.E. Bursten, Química, la Ciencia Central, Prentice Hall. Hispanoamerica,
S.A, 7a. edición, México, 1998
Whitten Kennet, Química General, Mc Graw Hill, 3a. edición, México, 1992.
Ebbing D., Química General, Mc Graw Hill, 5a. edición, México, 1997.
Perfil del profesor:
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Capacitado y actualizado en metodologías de enseñanza-aprendizaje, especialmente en las técnicas
didácticas de Aprendizaje basado en problemas y Aprendizaje colaborativo
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Grado académico: Maestría o Doctorado en Química
Certificación en el Rediseño de la práctica docente
Dominio del uso de la plataforma tecnológica Blackboard
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Características personales:
Practicar: Honestidad, responsabilidad, compromiso, veracidad, tolerancia, organización, pensamiento crítico,
creatividad, trabajo en equipo, trato social respetuoso.