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Academic Year/course: 2018/19

424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering

28802 - Chemistry


Syllabus Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
28802 - Chemistry
Faculty / School:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Degree:
424 - Bachelor's Degree in Mechatronic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

4.1. Methodological overview

The organization of teaching will be carried out using the following steps:

- Theory Classes: Theoretical activities carried out mainly through exposition by the teacher, where the theoretical supports of the subject are displayed, highlighting the fundamental, structuring them in topics and or sections, interrelating them.

- Practical Classes: The teacher resolves practical problems or cases for demonstrative purposes. This type of teaching complements the theory shown in the lectures with practical aspects.

- Laboratory Workshop: The lecture group is divided up into various groups, according to the number of registered students, but never with more than 16 students, in order to make up smaller sized groups.

- Individual Tutorials: Those carried out giving individual, personalized attention with a teacher from the department. Said tutorials may be in person or online.

4.2. Learning tasks

The subject has 6 ECTS credits, which represents 150 hours of student work in the subject during the trimester, in other words, 10 hours per week for 15 weeks of class.

 

A summary of a weekly timetable guide can be seen in the following table. These figures are obtained from the subject file in the Accreditation Report of the degree, taking into account the level of experimentation considered for the said subject is moderate.

 

Activity

Weekly  school hours

Lectures

2

Laboratory Workshop

2

Other Activities

6

4.3. Syllabus

THEORETICAL CONTENTS

Module

Contents

 

1.    THE ATOM AND THE PERIODIC SYSTEM

 

 

 

Topic 1.-  The atom.

Elemental particles. Atomic models. The Bohr atom. The quantum mechanical model. Atomic orbitals; quantum numbers. Principles for the electronic construction of atoms.

 

Topic 2.- General overview of the periodic table

 Description of the current periodic table: groups and periods. Study of the electron shell and the periodic system. Periodic properties.

 

 

2.  THE CHEMICAL BOND

 

Topic 3.- The ionic bond

General characteristics of the ionic bond. Network energy. General properties of ionic compounds.

 

Topic 4.- The covalent bond

Simplified model: the Lewis theory. Bond polarity and geometry. Valence bond theory. Orbital hybridization. Molecular orbital theory.

 

Topic 5.- The metallic bond

General characteristics of metals. Theories of the metallic bond: the electron sea theory and valence bond theory. Alloys: classes.

 

3.    BONDS BETWEEN MOLECULES

 

Topic 6.- Intermolecular bonds

Van der Waal forces. Hydrogen bonds.

 

 

4.   AGGREGATION STATES

 

Topic 7.- The gas state

General characteristics of gases. Laws that govern the gas state. Equations of state. Kinetic theory. Gas mixtures: Dalton's Law. Gas diffusion and effusion: Graham's Law. Real gases: The Van der Waal equation.

 

Topic 8.- The liquid state

General characteristics of liquids. Vapour pressure. The effect of temperature on vapour pressure. Critical phenomena. Condensation of vapours and gases. Solidification.

 

Topic 9.- The solid state

Characteristics of solids. Classes of crystal network. Classes of solids based on bonding type. The phase rule and the triple point.

 

 

5.   INTRODUCTION TO THE STUDY OF SOLUTIONS

 

Topic 10.- Introduction to the study of solutions

Disperse systems. Types of solutions. Means of expressing concentration. Solid-in-liquid solutions. Liquid-in-liquid solutions. Gas-in-liquid solutions. Colligative properties of solutions. Colloidal solutions.

 

 

6.  INTRODUCTION TO THE STUDY OF REACTIONS

 

Topic 11.- Chemical equilibrium

The concept of reaction rate. Reversible and irreversible reactions. Chemical equilibrium: the equilibrium constant. Le Chatelier's principle. Stable, unstable and metastable systems.

 

Topic 12.- Neutralisation reactions

The acid-base concept. Aqueous solutions: pH of aqueous solutions. Acid-base strengths. Equilibrium constants. Salt hydrolysis.

 

7.    INTRODUCTION TO THE CHEMICAL ANALYSIS AND THE ORGANIC CHEMISTRY

 

Topic 13.- Introduction to Analytical Chemistry in Materials

Gravimetric Methods. Volumetric Methods. Spectroscopic Methods and Others

 

Topic 14.- Organic Chemistry

Organic Compounds and Formulation. Isomerism. Types of Chemical Bonds. Organic Reactions.


 

 

PRACTICAL CONTENTS

 

Each student will undertake a total of six practicals during the academic year during the period assigned for them. In order to pass the subject, students must attend these practicals and submit a report once they have been completed.

The content of the practical course is as follows:

 

 

Practical 1

 

Standards in Chemical Laboratory

Techniques, Equipment and Safety

 

Practical 2

 

Solution Preparation

Na2CO3 0,1 M from Na2CO3 solid; CaCl2 0,1 M from CaCl2 2 M

 

Practical 3

 

Filtration

Gravity Filtration and Vacuum Filtration

 

Practical 4

 

Volumetric Analysis

Water hardness; carbonates and bicarbonates in water.

 

Practical 5

 

Distillation

 

4.4. Course planning and calendar

 SECTION

Topic

Nº hours

0 y 1

Presentation.

Atom (Topic 1) and the Periodic System (Topic 2)

10

2 y 3

The Chemical Bond (Topics 3, 4 y5) and  Intermoleculars Bonds(Topic 6)

12

4

Aggregation Sates (Topics 7, 8 y 9)

6

5

Introduction to the study of solutions (Topic 10)

8

6

Introduction to the study of reactions (Topics 11 y 12)

8

7

Intro to Analysis Chemistry and Organic Chemistry (Topics 13 y 14)

4

 

Practical Course

6

 

Exams

6

TOTAL

 

60

The dates of the final exams will be those that are officially published at  http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

4.5. Bibliography and recommended resources

REFERENCES AND RESOURCES

Basic material prepared by the lecturer:

GONZÁLEZ PAÚLES, J. y BURBANO GARCÍA, G. Apuntes de Química para el Grado en Ingeniería Civil. Ed. Eupla. 2011. ISBN 978 84 694 0618 2

GONZÁLEZ PAÚLES, J. Química General. Apuntes del curso práctico. Ed. Eupla.2010. ISBN  978-84-692-8044-7

Power Point in moodle platform (https//moodle.unizar.es/)

 


Curso Académico: 2018/19

424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica

28802 - Química


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
28802 - Química
Centro académico:
175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia
Titulación:
424 - Graduado en Ingeniería Mecatrónica
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Módulo:
Química

1.1. Objetivos de la asignatura

El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran una visión básica de la estructura de la materia en relación con sus propiedades y con las transformaciones químicas que la materia puede sufrir. Igualmente, introducir al alumno en el conocimiento de compuestos orgánicos.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura pertenece al módulo de Formación Básica y está programada en el primer semestre del primer curso del Grado en Ingeniería Mecatrónica.

Aporta los conocimientos químicos necesarios a cualquier graduado en ingeniería, en especial para la comprensión de conceptos que serán adquiridos en otra asignaturas como Medio Ambiente e Ingeniería de los Materiales.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Resulta recomendable haber cursado la asignatura de Química en algún curso del Bachillerato.

2.1. Competencias

GI03 Tener conocimientos en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a las nuevas situaciones.

GI04 Resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Industrial y en particular en el ámbito de la electrónica industrial. 

GC02 Interpretar datos experimentales, contrastarlos con los teóricos y extraer conclusiones.

GC03 La abstracción y el razonamiento lógico.

GC04 Aprender de forma continuada, dirigida y autónoma.

GC05 Evaluar alternativas.

GC07 Liderar un equipo así como de ser un miembro comprometido del mismo.

GC08 Localizar información técnica, así como su compresión y valoración.

GC10 Redactar documentación técnica y presentarla con ayuda de herramientas informáticas adecuadas.

GC11 Comunicar sus razonamientos y diseños de modo claro a públicos especializados y no especializados.

EB04 Comprender y aplicar los principios de conocimientos básicos de la química general, química orgánica e inorgánica y sus aplicaciones en la ingeniería.

2.2. Resultados de aprendizaje

Explicar los conceptos relativos a la estructura de la materia, las disoluciones y las reacciones.

Aplicar los conocimientos adquiridos de química.

Utilizar métodos numéricos en la resolución de los problemas químicos que se proponen.

Resolver cuestiones y problemas de Química General.

Conocer y utilizar de forma adecuada equipamiento básico de laboratorio para realizar experimentos químicos sencillos.

Tener destreza para manejar el lenguaje químico; particularmente el lenguaje simbólico y formal.

Interpretar y presentar contenidos de textos científicos básicos.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Esta asignatura se incluye en el módulo de formación básica de la titulación que, en un sentido amplio, tiene como objeto unificar los conocimientos de los estudiantes y prepararlos para abordar materias más específicas del grado. En este sentido, junto con el resto de asignaturas de carácter básico, la materia Química contribuye a sentar las bases de un modelo científico y, además, a dotar a los futuros graduados de las herramientas necesarias para abordar otras disciplinas del grado que necesiten de conceptos químicos. Finalmente, el graduado conocerá y podrá utilizar las herramientas básicas de la Química que le permitirán desarrollar las competencias profesionales relacionadas con esta materia.

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

Incluirá dos tipos de actuación:

- Un sistema de evaluación partida, que se realizará a lo largo de todo el curso y que incluirá:

La realización de prácticas en el laboratorio.

La realización de uno o más trabajos sobre aspectos prácticos de la asignatura.

La realización de pruebas parciales que permitan apreciar los conocimientos adquiridos.

- Una prueba global de evaluación que deberá efectuarse caso de no haber superado el proceso de evaluación continua.

SISTEMA DE EVALUACIÓN PARTIDA

Para poder acogerse a este sistema de evaluación el alumno deberá asistir de forma regular a clase, acreditando al menos un 80 % de asistencia a las actividades presenciales (clases, prácticas, visitas técnicas, etc.).

En el sistema de evaluación partida el profesor evaluará la participación y trabajos derivados de las prácticas de laboratorio. Por último, el alumno deberá realizar varias pruebas escritas en las que demuestre los conocimientos adquiridos y la habilidad en la resolución de aspectos prácticos.

Los criterios de evaluación a aplicar serán los siguientes:

Prácticas de laboratorio:

Supondrá el 10% de la nota final y se realizará de acuerdo a la evaluación de problemas, cuestiones o trabajos relativos a las prácticas desarrolladas en el laboratorio, exigiéndose al menos un 5 en este apartado para poder superar la asignatura.

Pruebas parciales de evaluación:

Se plantearán cuatro pruebas parciales.

Cada una de ellas tendrá una carga de teoría y práctica de aproximadamente el 50 % cada una.

Esta parte supondrá el 90 % de la nota final y para poder superarla es preciso tener aprobadas las cuatro pruebas o, habiendo superado al menos tres de ellas tener en la suspendida una nota no inferior a 3,5.

Los alumnos que no habiendo superado el criterio anterior tuvieran alguna prueba parcial suspendida deberán acudir al examen global final para superar las partes pendientes.

PRUEBA GLOBAL DE EVALUACIÓN FINAL

A esta prueba deberán acudir aquellos alumnos que no hayan elegido el sistema de evaluación continua o aquéllos que, habiendo optado por dicho sistema, no lo hubieran superado. Estos últimos únicamente deberán examinarse en esta prueba final de las pruebas parciales que tuvieran pendientes.

También podrán presentarse a esta prueba los alumnos que, aún superado el sistema de evaluación partida, desearan subir su calificación. En tal caso, deberían realizar la prueba en su totalidad.

La prueba será escrita y constará de teoría pura muy concreta o aplicada a cuestiones prácticas y problemas. La carga de teoría y práctica será aproximadamente del  50 % cada una.

Además, para aprobar la asignatura se deberán haber realizado las prácticas y superado el trabajo correspondiente. En su defecto deberá efectuarse también un examen escrito relativo al curso práctico.

4.1. Presentación metodológica general

La metodología de esta asignatura está basada en clases teóricas y de problemas, así como en la realización de prácticas en el laboratorio y elaboración de trabajos, todo ello completado con tutorías en grupo o de carácter individual. Asimismo se abordan temas específicos en seminarios conjuntos.

4.2. Actividades de aprendizaje

La asignatura consta de 6 créditos ECTS, lo que representa 150 horas de trabajo del alumno en la asignatura durante el semestre. El 40% de este trabajo (60 h.) se realizará en el aula, y el resto será autónomo. Un semestre constará de 15 semanas lectivas.

Para realizar la distribución temporal se utiliza como medida la semana lectiva, en la cual el alumno debe dedicar al estudio de la asignatura 10 horas.

Se puede resumir la distribución orientativa de una semana lectiva de la forma siguiente:

Clases teóricas 2

Clases prácticas 2

Otras Actividades 6

4.3. Programa

 

CURSO TEÓRICO

 

Bloque temático

Contenidos

 

1.    ÁTOMO Y SISTEMA PERIÓDICO

 

 

 

Tema 1.-  El átomo.

Partículas elementales. Modelos atómicos. Átomo de Bohr. Modelo de la Mecánica Cuántica. Orbitales atómicos; números cuánticos. Principios para la construcción electrónica de los átomos.

 

Tema 2.- Estudio general de la tabla periódica

 Descripción de la tabla periódica actual: Grupos y periodos. Estudio de la corteza electrónica y el sistema periódico. Propiedades periódicas.

 

 

2.  EL ENLACE QUÍMICO

 

Tema 3.- Enlace iónico

Caracteres generales del enlace iónico. Energía de red. Propiedades generales de los compuestos iónicos.

 

Tema 4.- Enlace covalente

Modelo simplificado: teoría de Lewis. Polaridad y geometría de los enlaces. Teoría del enlace de valencia. Hibridación de orbitales. Teoría de los orbitales moleculares.

 

Tema 5.- Enlace metálico

Caracteres generales de los metales. Teorias acerca del enlace metálico: teoría del mar de electrones y teoría del enlace de valencia. Aleaciones: clases.

 

3.    ENLACES ENTRE MOLÉCULAS

 

Tema 6.- Enlaces intermoleculares

Fuerzas de Van der Waals. Enlaces de puente de hidrógeno.

 

 

4.   ESTADOS DE AGREGACIÓN

 

Tema 7.- Estado gaseoso

Caracteres generales de los gases. Leyes que rigen el estado gaseoso. Ecuación de estado. Teoría cinética. Mezclas de gases: Ley de Dalton. Efusión y difusión de gases: Ley de Graham. Gases reales: Ecuación de Van der Waals.

 

Tema 8.- Estado líquido

Caracteres generales de los líquidos. Presión de vapor. Efecto de la temperatura sobre la presión de vapor. Fenómenos críticos. Licuación de vapores y gases. Solidificación.

 

Tema 9.- Estado sólido

Caracteres de los sólidos. Clases de redes cristalinas. Clases de sólidos atendiendo al tipo de enlace. Regla de las fases y punto triple.

 

 

5.   INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS DISOLUCIONES

 

Tema 10.- Introducción al estudio de las disoluciones

Sistemas dispersos. Tipos de disoluciones. Modo de expresar la concentración. Disoluciones de sólidos en líquidos. Disoluciones de líquidos en líquidos. Disoluciones de gases en líquidos. Propiedades coligativas de las disoluciones. Disoluciones coloidales.

 

 

6.  INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS REACCIONES

 

Tema 11.- Equilibrio químico

Concepto de velocidad de reacción. Reacciones reversibles e irreversibles. Equilibrio químico: Constante de equilibrio. Principio de Le Chatelier. Sistemas estables, inestables y metastables.

 

Tema 12.- Reacciones de neutralización

Concepto de ácido y base. Disoluciones acuosas: pH de disoluciones acuosas. Fuerza de ácidos y bases. Constantes de equilibrio. Hidrólisis de sales.

 

7.    INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS Y A LA QUÍMICA ORGÁNICA

 

Tema 13.-  Introducción al análisis químico de los materiales

Gravimetrías. Volumetrías. Métodos instrumentales.

 

Tema 14.- Introducción al estudio de la Química Orgánica

Compuestos orgánicos y formulación. Tipos de enlaces. Isomería. Reacciones orgánicas .

 

CURSO PRÁCTICO

Cada alumno realizará a lo largo del curso, en el periodo que para ello se establezca, un total de cinco prácticas.  

El contenido del curso práctico es el siguiente

 

Práctica 1

 

Conocimiento y manejo del material de laboratorio.

Normas básicas de seguridad e higiene en el laboratorio.  Conocimiento y manejo del material básico de laboratorio.

 

Práctica 2

 

Preparación de disoluciones.

Disolución sólido-líquido. Disolución líquido-líquido.

 

Práctica 3

 

Filtración

Filtración por gravedad. Filtración a vacio. Gravimetrías.

 

Práctica 4

 

Análisis volumétrico

Volumetrías: Volumetrías de neutralización.

 

Práctica 5

 

Destilación

Destilación simple de una mezcla de agua y etanol. Destilación fraccionada.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

 La carga horaria asignada a cada tema será la siguiente:

Bloque temático

Tema

Nº de horas

Tipo de docencia

0 y 1

Presentación.

Atomo (Tema 1) y Sistema Periódico (Tema 2)

10

Lección magistral y resolución ejercicios

2 y 3

Enlace químico (Temas 3, 4 y5) y enlaces intermoleculares (Tema 6)

12

Lección magistral y resolución ejercicios

4

Estados de agregación (Temas 7, 8 y 9)

6

Lección magistral

5

Introducción al estudio de disoluciones (Tema 10)

8

Lección magistral y resolución ejercicios

6

Introducción al estudio de reacciones (Temas 11 y 12)

8

Lección magistral y resolución ejercicios

7

Introducción al análisis instrumental y a la Química Orgánica

4

Seminarios

 

Curso Práctico

6

Prácticas en laboratorio

 

Exámenes evaluación y global final (si procede)

6

 

TOTAL

 

60

 

La asignatura incluye clases teóricas y prácticas, tanto de resolución de problemas como de realización de ensayos en el laboratorio. Los horarios de las clases lectivas en que se desarrollan la teoría y los problemas se establecen por la Subdirección Académica del Centro y son oportunamente anunciados en la web. Las clases de prácticas  en el laboratorio, a celebrar en grupos que no superarán los 16 alumnos, serán oportunamente anunciadas por el profesor de la asignatura, tanto en lo referente al calendario de las mismas como a la composición de los diferentes grupos. Los trabajos a realizar deberán ser entregados en el plazo que en cada caso se especifique.

Las fechas de las pruebas parciales de evaluación serán propuestas en clase y concretadas en colaboración de profesor y alumnos, a medida que se vayan impartiendo los correspondientes bloques temáticos a que hagan referencia. Las tutorías tendrán lugar en el horario que el profesor establezca y que será anunciado en la web del centro.

La fecha oficial de la prueba global de evaluación, que se efectuará al final del periodo de enseñanza, será fijada por la Dirección del Centro y publicada en http://www.eupla.unizar.es/asuntos-academicos/examenes

 

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

RECURSOS Y MATERIAL

 Apuntes de la asignatura: En reprografía se depositarán apuntes de la asignatura, así como los guiones de prácticas. Las referencias respectivas son:

       GONZÁLEZ PAÚLES, J. y BURBANO GARCÍA, G. Apuntes de Química para el Grado en Ingeniería Civil. Ed. Eupla. 2011. ISBN  978 84 694 0618 2

       GONZÁLEZ PAÚLES, J. Química General. Apuntes del curso práctico. Ed. Eupla.2010. ISBN  978-84-692-8044-7

 Diapositivas en Power Point: La exposición de la asignatura se plantea en su totalidad con ayuda de presentaciones con el programa informático Power Point. Los archivos en formato pdf relativos a cada uno de los temas estarán a disposición de los alumnos en la plataforma Moodle (https//moodle.unizar.es/)

 Cualquier otro material adicional utilizado será depositado en la plataforma Moodle.

 Material de laboratorio necesario para llevar a cabo las prácticas.