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Academic Year: 2018/19

435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering

29909 - Chemistry extension I


Teaching Plan Information

Academic Year:
2018/19
Subject:
29909 - Chemistry extension I
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
435 - Bachelor's Degree in Chemical Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1.1. Aims of the course

The aim of this subject is to achieve that the student would acquire the basic notions about the behaviour of chemical equilibria in the thermodynamical and electrochemical aspects as well as in relation to their application to processes and chemical analysis.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The subject extends and completes the learning results of the subject “Química” (“Chemistry”) and its own results are indispensable for the subject “Experimentación en Química” (“Chemical Experiments”). At the same time, it provides the basis for subsequent subjects such as “Operaciones de separación” (“Separation operations”), “Diseño de reactores” (“Reactors design”) and “Ingeniería del Medio Ambiente” (“Environmental engineering”) as well as for the optional modules.

1.3. Recommendations to take this course

It is recommendable to have followed the subject “Química” (“Chemistry”)

2.1. Competences

  • C04 - Ability to solve problems and take decisions with initiative, creativity and critical reasoning.
  • C11 - Ability to learn in a continued way and develop strategies for an autonomous learning.
  • C30 - Ability to calculate the physicochemical parameters of chemical systems and reaction with special impact in the chemical equilibria in solutions and their application to chemical analysis.

2.2. Learning goals

To pass this subject the student must demonstrate the following results:

  • He/she distinguishes the most relevant physicochemical parameters and is able to handle the laws that govern them in different chemical systems.
  • He/she is able to handle the basic laws that regulate the chemical equilibria (acid-base, formation of complexes, precipitation and redox) and applies them to chemical analysis.
  • He/she knows the steps of the analysis procedure and the basis of the main methods of instrumental analysis.
  • He/she solves exercises and problems in a complete and reasoned way.
  • He/she uses a rigorous language in chemistry.
  • He/she suitably presents and discusses data and results.

2.3. Importance of learning goals

The physicochemical parameters and the laws that rule them affect to all of the chemical systems and processes. Specifically, phase equilibria are fundamental for the separation operations which, in their turn, are indispensable for the chemical industry. Electrochemistry and surface chemistry also affect to subjects of great relevance to the industry such as corrosion phenomena or heterogeneous catalysis, to mention only two examples.

In the different steps of any industrial chemical process (raw materials, products, processes, residues…) it is fundamental to perform procedures of chemical control. These are carried out by means of methods of analysis, classical as well as instrumental ones. For this reason is important to acquire the basic knowledge about those methods.

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student should show that he/she has reached the expected learning results by means of the following activities of assessment

 

Continuous assessment:

For the part concerning Physical Chemistry a written exam which would include problems dealing with the most relevant physicochemical parameters, phase diagrams and electrochemistry and will account for 80% of the final mark in this part. Besides, the fulfilment of several tests in the platform Moodle which will account for 20% of the final mark in this part.

For the part of Analytical Chemistry a written exam (test type) which would include multiple choice questions and problems dealing with the stages in the analytical process as well as with classical and instrumental analysis and will account for 80% of the final mark in this part. Besides, the delivery of small team works which will account for 20% of the final mark in this part.

All the students that would follow the continued assessment could choose to do the global assessment, either for the whole subject (100%) or for each of the written exams, tests (in the part of Physical Chemistry) and team works (in the part of Analytical Chemistry) that form the continuous assessment. This global evaluation will be carried out in the date fixed by the Centre.

 

Global assessment:

In the periods of exams fixed by the Centre a global exam will be programmed. This exam, which would include theoretical-practical questions dealing with the matters of the subject, will account for 100% of the final mark in the subject.

 

Assessment procedure

The assessment will be carried out separately for the parts of Analytical Chemistry and Physical Chemistry, each one being marked over a maximum of 10 points. The final mark will be the average of those obtained in each part. To pass the subject it will be necessary to reach a minimum mark of 4.0 points in each part and a minimum average mark of 5 points.

4.1. Methodological overview

The learning process designed for this course is based on:

  • The continuous study of the theoretical aspects and their subsequent application to solve problems of special relevance.
  • The performance of small works which aimed to develop strategies directed to an autonomous learning as well as to decision making

4.2. Learning tasks

The program offered to the student in order to help him/her to attain the expected results consist of the following activities:

  • Interactive lecture classes. In these lectures the theoretical aspects of the matter will be presented and problems related to them will be proposed and solved.
  • Presentation of team works in order to deepen in specific subjects.
  • Tutorials.
  • Personal study and work. In this respect material on the subject will be included in the platform Moodle.
  • Virtual works in the web.
  • Possibility for students of 1st course of the Degree of following the subject “Gestión de la Información para el Grado en Ingeniería Química" (nivel básico)” managed by the Biblioteca Hypatia.

4.3. Syllabus

The subject is divided in two parts, one dedicated to Physical Chemistry and the other to Analytical Chemistry.

 

Part 1. Physical Chemistry

The program of Physical Chemistry includes 3 blocks and 13 chapters. The time allocation for the three blocks includes problem-solving sessions.

 

Block I. Electrochemistry (13 h)

Chapter 1.E. Electrolytes in solution

Chapter 2.E. Electrolysis

Chapter 3.E. Debye-Hückel theory

Chapter 4.E. Electrochemical equilibrium

Chapter 5.E. Galvanic cells. Application of e.m.f. measurements

Chapter 6.E. Chemical sources of electrical energy

Chapter 7.E. Corrosion

 

Block II. Phase diagrams (12 h)

Chapter 1.F. Heterogeneous equilibria. One component systems

Chapter 2.a.F. Two component systems. Vapour-liquid and liquid-liquid equilibria

Chapter 2.b.F. Two component systems. Solid-liquid equilibrium

Chapter 3.F. Three component systems

 

Block III. Surface chemistry (5 h)

Chapter 1.S. Surface tension

Chapter 2.S. Adsorption

 

Part 2. Analytical Chemistry

The program of Analytical Chemistry includes 4 blocks and 9 chapters. The time allocation for the first three blocks includes problem-solving sessions. For the fourth block will have a work of calibration in T6 timetable

 

Block I. Introduction to chemical analysis (7 h)

Chapter 1. Introduction to the Analytical Chemistry

Chapter 2. The analytic process

 

Block II. Gravimetric analysis (2 h)

Chapter 3. Gravimetry

 

Block III. Titrimetric analysis (13 h)

Chapter 4. Fundamentals of titrimetric analysis

Chapter 5. Acid-base titrations

Chapter 6. Precipitation titrations

Chapter 7. Complexometric titrations

Chapter 8. Oxidation-reduction titrations

 

Block IV. Instrumental analysis (8 h)

Chapter 9. Introduction to instrumental analysis

4.4. Course planning and calendar

Schedule of classroom teaching and work presentation

  • Lectures: 60 hours
  • Personal study and work: 84 hours
  • Exams: 6 hours

The student has 4 hours a week of lectures and problem-solving sessions according to the timetable established by the centre and published before the starting date of the course. This timetable can be found in the web of the centre.

The presentation of works will be agreed with the students according to the time availability.

Every professor will inform about his/her tutorials schedule which will be also available in the web of the centre.

The first written exam will be carried out about the middle of the semester and the second one to the end of the semester. In the period of exams established by the centre a written exam of global character will be carried out for those students that would have not attained the expected learning results during the semester.

  • February: Starting of the classes on Physical Chemistry.
  • Middle of semester: Starting of the classes on Analytical Chemistry.
  • Middle of semester: Written exam on Physical Chemistry.
  • End of semester: Written exam on Analytical Chemistry.
  • Exams period: Global written exams.


Curso Académico: 2018/19

435 - Graduado en Ingeniería Química

29909 - Ampliación de química I


Información del Plan Docente

Año académico:
2018/19
Asignatura:
29909 - Ampliación de química I
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
435 - Graduado en Ingeniería Química
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Módulo:
Química

1.1. Objetivos de la asignatura

En esta asignatura se pretende conseguir que el estudiante adquiera unas nociones básicas sobre el comportamiento del equilibrio químico en aspectos termodinámicos y electroquímicos así como su aplicación a los procesos y al análisis químico.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura amplía y complementa los resultados de aprendizaje de la asignatura “Química” mientras que sus propios resultados son imprescindibles para la asignatura “Experimentación en Química”. Al mismo tiempo, sirve de base para ulteriores asignaturas tales como “Operaciones de separación”, “Diseño de reactores” e “Ingeniería del medio ambiente” así como para los módulos optativos.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Se recomienda haber cursado la asignatura de Química

2.1. Competencias

Competencias genéricas

C04 - Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico.

C11 - Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo.

 

Competencias específicas

C30 - Capacidad para calcular los parámetros químico-físicos de sistemas y reacciones con especial incidencia en el equilibrio químico en disolución y su aplicación al análisis químico.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Distingue los parámetros químico-físicos más relevantes y maneja las leyes que los gobiernan en los distintos sistemas químicos.
  • Maneja las leyes básicas que regulan los equilibrios (ácido-base, de formación de complejos, de precipitación y redox) y las aplica al análisis químico.
  • Conoce las etapas del procedimiento analítico y el fundamento de los principales métodos instrumentales de análisis.
  • Resuelve ejercicios y problemas de forma completa y razonada.
  • Usa un lenguaje riguroso en la química.
  • Presenta e interpreta datos y resultados.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los parámetros químico-físicos y las leyes que los gobiernan afectan a todos los sistemas y procesos químicos. En concreto, los equilibrios de fases son fundamentales para las operaciones de separación que, a su vez, son imprescindibles en la industria química. La electroquímica y la química de superficies inciden también en aspectos de gran importancia industrial como fenómenos de corrosión o catálisis heterogénea, por nombrar sólo dos ejemplos.

En las distintas etapas de cualquier proceso químico industrial (materias primas, productos, procesos, residuos...) es fundamental llevar a cabo procedimientos de control químico. Éstos se realizan tanto mediante métodos de análisis clásico como instrumental, por lo que es importante adquirir unos conocimientos básicos sobre ellos.

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

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación

Evaluación continua:

Para la parte de Química Física una prueba escrita que incluirá preguntas de problemas sobre los parámetros químico-físicos más relevantes de los distintos sistemas químicos, diagramas de fase y electroquímica y supondrá el 80 % de la calificación de dicha parte. Además, realización de diversos test a través de la plataforma Moodle que supondrán el 20 % de la calificación de dicha parte.

Para la parte de Química Analítica una prueba escrita (tipo test) que incluirá preguntas de respuesta múltiple y problemas sobre las etapas del proceso analítico, el análisis clásico e instrumental y supondrá el 80 % de la calificación de dicha parte. Además, se realizará un trabajo en pequeños grupos que supondrán el 20 % de la calificación.

Todos los alumnos que sigan el sistema de evaluación continua podrán optar a la evaluación global, ya sea de toda la asignatura (100 %) o de cada una de las pruebas escritas, tests (para la parte de Química Física) y trabajo de calibrado (para la parte de Química Analítica) que conforman la evaluación continua. Esta prueba se desarrollará en las fechas designadas por el Centro. 

 

Evaluación global:

En el periodo de exámenes establecido por el Centro se programará una prueba global compuesta por una parte de Química Analítica y otra de Química Física y que supondrá el 100% de la calificación del alumno; en ella se incluirán cuestiones teórico-prácticas de la asignatura.

 

Procedimiento de evaluación

La evaluación se realizará de forma independiente para cada una de las partes de Química Analítica y Química Física, que se calificarán sobre un máximo de 10 puntos. La calificación final será la media aritmética de las obtenidas en cada una de las partes. Para realizar la media será preciso alcanzar una nota mínima de 4,0 puntos en cada una de las partes. Para superar la asignatura la calificación promedio deberá ser igual o superior a 5,0 puntos.

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

  • El estudio continuado de sus aspectos teóricos y su posterior aplicación a la resolución de problemas escogidos por su especial relevancia.
  • La realización de pequeños trabajos que desarrollen estrategias de aprendizaje autónomo y la toma de decisiones.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

  • Clases presenciales de tipo magistral participativo en las que se expondrán los aspectos teóricos de la asignatura y se plantearán y resolverán problemas relacionados con ellos.
  • Presentación de trabajos en grupo en los que se profundice en temas concretos.
  • Tutorías.
  • Estudio y trabajo personal. A este efecto se incluirá material de la asignatura en la plataforma Moodle.
  • Trabajo virtual en red.
  • Posibilidad para estudiantes de primer curso de Grado de realizar el curso “Gestión de la Información para el Grado en Ingeniería Química" (nivel básico), curso gestionado por la Biblioteca Hypatia.

4.3. Programa

La asignatura se divide en dos partes, una dedicada a Química Física y otra dedicada a Química Analítica.

 

Parte 1. Química Física

El programa de Química Física contempla 3 bloques y 13 temas. La asignación horaria para estos bloques incluye la resolución de problemas en clase.

 

Bloque I. Electroquímica (13 h)

Tema 1.E. Electrolitos en disolución

Tema 2.E. Electrólisis

Tema 3.E. Teoría de Debye-Hückel

Tema 4.E. Equilibrio electroquímico

Tema 5.E. Células galvánicas. Aplicaciones de las medidas de f.e.m.

Tema 6.E. Fuentes químicas de energía eléctrica

Tema 7.E. Corrosión

 

Bloque II. Diagramas de fases (12 h)

Tema 1.F. Equilibrios heterogéneos. Sistemas de un componente

Tema 2.a.F. Sistemas de dos componentes. Equilibrios líquido-vapor y líquido-líquido

Tema 2.b.F. Sistemas de dos componentes. Equilibrio sólido-líquido

Tema 3.F. Sistemas de tres componentes

 

Bloque III. Química de superficies (5 h)

Tema 1.S. Tensión superficial

Tema 2.S. Adsorción

 

Parte 2. Química Analítica

El programa de Química Analítica contempla 4 bloques y 9 temas. La asignación horaria para los tres primeros bloques incluye la resolución de problemas en clase. Del cuarto bloque se realizará un trabajo de calibrado en horario T6.

 

Bloque I. Introducción al análisis químico (7 h)

Tema 1. Introducción a la Química analítica

Tema 2. El proceso analítico

 

Bloque II. Análisis gravimétrico (2 h)

Tema 3. Gravimetrías

 

Bloque III. Análisis volumétrico (13 h)

Tema 4. Fundamentos del análisis volumétrico

Tema 5. Volumetrías de neutralización

Tema 6. Volumetrías de precipitación

Tema 7. Volumetrías de formación de complejos

Tema 8. Volumetrías de oxidación -reducción

 

Bloque IV. Análisis instrumental (8 h)

Tema 9. Introducción al análisis instrumental

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

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

  • Clases presenciales: 60 horas
  • Estudio y trabajo personal: 84 horas
  • Superación de pruebas: 6 horas

El estudiante tiene 4 horas  a la semana de  clases magistrales y de problemas  según horario establecido por el centro que es publicado con anterioridad a la fecha de comienzo del curso y puede ser consultado en la web del centro.

La presentación de los trabajos se acordará con los estudiantes en función de la disponibilidad horaria

Cada profesor informará de su horario de atención a tutorías. Este horario también estará disponible en la web del centro.

La primera prueba escrita se  realizará hacia la mitad del semestre y la segunda al final del semestre. En el periodo de exámenes establecido por el centro se programará una prueba escrita global para aquellos alumnos que no hayan alcanzado, en el semestre, los resultados de aprendizaje previstos.

  • Febrero: Comienzo de las clases de Química Física
  • Mitad de cuatrimestre: Comienzo de las clases de Química Analítica.
  • Mitad de cuatrimestre: Prueba escrita de Química Física
  • Final de cuatrimestre: Prueba escrita de Química Analítica.
  • Periodo de exámenes: Pruebas escritas globales.