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Academic Year: 2021/22

571 - Degree in Environmental Sciences

25200 - Chemical foundations of the environment


Teaching Plan Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
25200 - Chemical foundations of the environment
Faculty / School:
201 - Escuela Politécnica Superior
Degree:
571 - Degree in Environmental Sciences
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
First term
Subject Type:
Basic Education
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, seminars and laboratory sessions.

All the proposed activities in this subject are focused on the understanding and assimilation of the chemistry principles to understand the different chemical processes that occur in the environment. Topics explained in lectures will be complemented in laboratory sessions.

A group work will be proposed at the beginning of the course, which will involve the discussion of a proposed topic in collaboration with Fundaments of Geology. Such topic will be closely related to contents included in both subjects: Chemistry and Geology. Also, individualized tutoring will monitor the learning process development.

4.2. Learning tasks

This course is organized as follows:

  • Lectures and seminars. Students will receive the content of each lecture as well as the collection of numerical exercises at the beginning of each session.
  • Laboratory sessions. These laboratory sessions will take 2 hours, approximately every 15 days. Students will have the content before the session, which includes the practical procedure and the theoretical contents.
  • Group work. During the course students will be divided in groups of 4-5 members in order to develop a particular topic in collaboration with Fundamentals of Geology for the study of the environment. The proposed topic will be closely related to contents included in both subjects: Chemistry and Geology. All the students are encouraged to submit an individual report previous to the final group presentation, which will include a summary with the different sections of the topic in addition to the corresponding bibliography.

4.3. Syllabus

This course will address the following topics:

Lectures

  • Section 1: Atomic Structure
  1. Atoms and atomic theory.
  2. The components of the atom.
  3. Introduction to the Periodic Table of Elements.
  4. Relationships of mass in chemistry: atomic mass, mole, empirical formula.
  5. Stoichiometry.
  • Section 2: State of Matter and Solutions
  1. Gaseous State: Gas Properties. Laws of gases, ideal gas equations. Kinetic-molecular theory. Equation of real gases.
  2. Solid State: Types of solids. Van der Waals forces. Crystal structures.
  3. Liquid State: Liquids Properties. Liquid-vapour balance. Changes of state. Phase diagrams.
  4. Solutions: Units of Concentration. The basic fundamentals of solubility. Colligative properties.
  • Section 3: Thermodynamic and Kinetic
  1. Principles of heat transfer.
  2. The First Principal of Thermodynamics.
  3. Enthalpy. Thermodynamic equations.
  4. Reaction rates.
  5. Rate equations and integration of simple reaction orders
  6. Half-life of reactants
  7. Temperature and rated of reaction
  8. Arrhenius equation. Activation energy.
  9. Catalysis.
  • Section 4: Chemical Equilibrium
  1. Equilibrium. Basic concepts of equilibrium. Constant of Equilibrium. Changes in the conditions of equilibrium.
  2. Acid-Base equilibrium: Definition of acid and base. Ionic product of water. pH and pOH. Strength of acids and bases. Buffer solution. pH indicators. Acid-base titration.
  3. Redox equilibrium: voltaic cells. Standard Potential. Relation between Eº, K y DGº. Electrolytic and commercial cells.
  4. Precipitation equilibrium: constant of the product of solubility. Dissolving precipitates. Equilibrium of complex ions.
  • Section 5: Carbon Compound
  1. Introduction to hydrocarbons: Alcanes, alkenes, alkynes.
  2. Functional organic groups.

 

Laboratory sessions

  • Session 1. Production and behaviour of gases. Production of hydrogen. Determination of atomic weight of a metal.
  • Session 2. Liquids and solutions. Concentration of solutions. Strong and weak electrolytes. Preparation of different solutions (sulphuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, acetic acid, ammonium hydroxide and sodium hydroxide) to distinguish the behaviour of strong and weak electrolytes by measuring the pH.
  • Session 3. Liquid solutions. Separation by destilation. Destilation of a commercial wine. Determination of alcoholic grade
  • Session 4. Acids and Bases. Proton transfer reactions. Balances in solutions. Indicators. Recognize the behaviour of various indicators in different aqueous media: acid, basic and neutral.  Study the acid-base behaviour of different salts depending on the colour they take on in the presence of an indicator. The study of different chemical equilibria.
  • Session 5. Acid bases reactions. Neutralization. The study of a neutralization process by stage. Acid-base titration.
  • Session 6. Oxidazing and reducing agents. Electron transfer reactions. Reaction of metals with the H+ ion (non oxidant acids) and with oxidant acids. Displacement reactions.
  • Session 7. Chemical behaviour of alkaline earth metals and chemical behaviour of anions. Precipitation. Determination of an unknown salt

4.4. Course planning and calendar



Activity Type / Week
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Total
15-17 Sep 20-24 Sep 27 Sep-1 Oct (1) 4-8 Oct 11-15 Oct 18-22 Oct (1) 25-29 Oct 2-5 Nov 8-12 Nov 15-19 Nov (3) 22-28 Nov 29 Nov-3 Dic 9-10 Dic 13-17 Dic 20-22 Dic     10-11 Janu (4)(5) 17-21 Janu 24-28 Janu 14 Janu-6 Feb exams
        Holiday 11 Oct (Mon)  12 Oct (Tues)                Holiday 6 (Mon) a 8 (Thur)    Vac. Navidad desde 23 dic (mie) Christmas 11 Classes end Classes end  Week 1: 11 Janu (Tus). Exams start 12 Janu (Wend)     Holiday 22 Janu (Wend) 
Face-to-face activity                                           66
Theory 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2             28
Exercises/seminars   2 2 2 2           2 2 0 2 2             16
Lab. demonstrations           2 2 2 2 2 2 2   2               16
Group works                                   1       1
Evaluation                      1                   4 5
Non-face-to-face activity                                           84
Personal work 6 4 5 3 5 4 5 2 5 2 3 4 3 3.5 5   6 4       69.5
Group work     2 2   1   2   2   1   1.5 1   2         14.5
TOTAL 8 8 11 9 9 9 9 8 9 8 10 11 3 11 10 0 8 5     4 150
                                             
    lab demonstrations (1) October, Friday 1, Monday timetable                               
    vacations (2) El viernes 22 de octubre se seguirá horario de martes                           
    exams   (3) November, Thursday 18 Moday timetable                            
        (4) January, Monday 10, Friday timetable                            
        (5) January, Tuesday 11, Friday timetable                            
  Classes interval   From September 15, 2021 to January 11, 2022                             
  Evaluation period   From January 12 to February 5 2022                              
        From September 1 to 13 2022                                


Key dates and milestones of the subject. It is recommended to consult the schedule and calendar

. These include the Christmas holiday period and the examination period.

  • Theory classes will begin in September with the beginning of the Academic Period.
  • Problem solving will start during week 2.
  • The laboratory demonstrations with consist of a total of 7 two-hour sessions, and will begin in week 6
  • During the 3rd week, the group work topic will be introduced to the students together with the necessary guidelines for its development in coordination with the Geology course, setting the date for the revision and presentation of the individual and group scripts.
  • The first formulation test will take place during week 11.

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class or please refer to the Faculty of Sciences website and Moodle (http://moodle.unizar.es/).

4.5. Bibliography and recommended resources

 
BB Chang, Raymond. Química / Raymond Chang; revisión técnica, Rodolfo Álvarez Manzo, Silvia Ponce López, Rosa Zugazagoitia Herranz ; [traducción, Erika Jasso Hernán D' Bourneville]. 10ª ed. México [etc.] : McGraw-Hill, cop. 2010
BB Kotz, John C. Química y reactividad química / John C. Kotz, Paul M. Treichel, Jr., Patrick A. Harman ; [traducción, Ma. Teresa Aguilar Ortega]. 5ª ed. [México] : Thomson, cop. 2003
BB MORCILLO ORTEGA, M. J.; GARCINUÑO MARTÍNEZ, R. M.; GALLEGO PICÓ, A. Química básica. [s. l.], 2018.
BB Petrucci, Ralph H. Química general / Ralph H. Petrucci, William S. Harwood, F. Geoffrey Herring ; traducción, Concepción Pardo Gª Pumarino, Nerea Iza Cabo. 8ª ed. Madrid : Prentice Hall, cop. 2003
BB Química : la ciencia central / Theodore L. Brown... [et al.] ; con la colaboración de Patrick Woodward ; traducción , Laura Fernández Enríquez ; revisión técnica, María Aurora Lanto Arriola. 11ª ed. México : Pearson Educación, 2009
BC Huheey, James E. Química inorgánica : principios de estructura y reactividad / James E. Huheey, Ellen A. Keiter, Richard L. Keiter ; versión en español María Teresa Aguilar Ortega. 4a. ed. México : Oxford University Press, cop. 2001
BC Manahan, Stanley E. Environmental chemistry / Stanley E. Manahan. 8th ed. Boca Raton [etc] : CRC, cop. 2005
BC Manahan, Stanley E. Fundamentals of environmental chemistry / Stanley E. Manahan. 2nd ed. Boca Raton [etc.] : Lewis Publishers, cop. 2001
BC Peterson, W. R. Formulación y nomenclatura química inorgánica : [según la normativa IUPAC] / W. R. Peterson. 16ª ed. Barcelona : Edunsa, 1996
BC Peterson, W.R. Formulación y nomenclatura química orgánica : [según la normativa IUPAC] / W.R. Peterson. 15a. ed. Barcelona : Edunsa, 1993

 

The updated recommended bibliography can be consulted in: http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?id=10963

 


Curso Académico: 2021/22

571 - Graduado en Ciencias Ambientales

25200 - Bases químicas del medio ambiente


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
25200 - Bases químicas del medio ambiente
Centro académico:
201 - Escuela Politécnica Superior
Titulación:
571 - Graduado en Ciencias Ambientales
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer cuatrimestre
Clase de asignatura:
Formación básica
Materia:
Química

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  • Proporcionar conocimientos básicos de química: modelos, reacciones y procesos físico-químicos.
  • Entendimiento de los conceptos y modelos más importantes en química.
  • Desarrollo de la capacidad necesaria para aplicar correctamente los hechos, conceptos y modelos de la química a distintas situaciones.
  • Conocimiento de las numerosas aplicaciones prácticas de la química en nuestra sociedad y en nuestro entorno.
  • Identificación de los procesos químicos que se desarrollan en el medio ambiente.
  • Conocimiento de las normas a seguir en un laboratorio y llevar a cabo experimentos básicos que impliquen reacciones químicas en disolución.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 y determinadas metas concretas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), contribuyendo en cierta medida a su logro.

A continuación, se indican los ODS y metas que se pueden desarrollar en esta asignatura:

Objetivo 6: Agua limpia y saneamiento.

Meta 6.3

De aquí a 2030, mejorar la calidad del agua reduciendo la contaminación, eliminando el vertimiento y minimizando la emisión de productos químicos y materiales peligrosos, reduciendo a la mitad el porcentaje de aguas residuales sin tratar y aumentando considerablemente el reciclado y la reutilización sin riesgos.

Objetivo 7:  Energía asequible y no contaminante.

Meta 7.2

De aquí a 2030, aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

 

Objetivo 13:  Acción por el clima.

Meta 13.3

Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad humana e institucional respecto de la mitigación del cambio climático, la adaptación a él, la reducción de sus efectos y la alerta temprana.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Bases Químicas del Medio Ambiente pretende establecer los contenidos básicos de química, que un estudiante del Grado en Ciencias Ambientales necesita para el entendimiento de numerosos procesos químicos relacionados con el medio ambiente. Más concretamente, la asignatura proporciona explicaciones científicas a diversos fenómenos físico-químicos que se producen en el medio ambiente, sentando así las bases para análisis posteriores.

 

Los conceptos básicos aprendidos en la asignatura servirán de base para asignaturas de cursos posteriores como: Bases de la ingeniería ambiental, Contaminación Atmosférica, Contaminación de Aguas, Contaminación de suelos, Edafología, Tecnologías Limpias-Energías Renovables y Química Ambiental.

 

La química es una ciencia central que ayudará a que los estudiantes adquieran las herramientas necesarias para lograr algunos de los ODS de la Agenda 2030 y sus metas correspondientes, como se señala arriba. En particular, el saneamiento del agua, la obtención de energías renovables y la acción sobre el cambio climático son actividades que requieren transformaciones químicas, que los estudiantes podrán apreciar mejor cursando esta asignatura de formación básica.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para la superación de la asignatura se recomienda la asistencia y la participación activa del alumno en las clases de teoría y de prácticas, la consulta de la bibliografía recomendada, así como una asistencia regular a las tutorías.

 

Las clases presenciales y tutorías servirán para que los alumnos realicen un trabajo de estudio eficiente y continuo, en el que la lectura de la bibliografía recomendada (libros) y la realización de problemas (teórico-prácticos y/o numéricos) son parte fundamental de su trabajo. En este sentido, para lograr un mejor aprovechamiento se recomienda que los alumnos trabajen en colaboración con sus profesores y compañeros de clase.

 

Dado el carácter práctico de la asignatura se requiere especial atención al trabajo experimental en el laboratorio, donde los alumnos deberán cuidar aspectos de seguridad, reactividad de compuestos químicos, manejo de residuos, etc. Este trabajo implica anotar datos y observaciones en el cuaderno de laboratorio; por lo que se recomienda que los alumnos traten de desarrollar sus dotes de observación, toma de resultados y razonamiento, por escrito.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

  • Capacidad de interpretación del medio como sistema complejo: identificación de los factores, procesos e interacciones que configuran cualquier tipo de medio. Esto conlleva conocimientos fundamentales de todos los sistemas (hidrología, edafología, meteorología y climatología, zoología, botánica, geología, Sociedad y territorio, etc.), comprendiendo su constitución y procesos fundamentales (física, química y biología) y sus interacciones (ecología).
  • Capacidad de análisis multidisciplinar de los indicadores y evidencias de un problema o situación ambiental, con capacidad de interpretación cualitativa y cuantitativa de datos procedentes de especialidades diversas, capacidad de relación del análisis con los modelos teóricos y conciencia de las dimensiones temporales y espaciales de los procesos ambientales implicados.
  • Capacidad de elaboración y presentación de los informes correspondientes al diagnóstico realizado.
  • La comprensión y dominio de los conocimientos fundamentales del área de estudio y la capacidad de aplicación de esos conocimientos fundamentales a las tareas específicas de un profesional del medio ambiente
  • Comunicación y argumentación, oral y escrita, de posiciones y conclusiones, a públicos especializados o de divulgación e información a públicos no especializados
  • Capacidad de resolución de los problemas, genéricos o característicos del área mediante la interpretación y análisis de los datos y evidencias relevantes, la emisión de evaluaciones, juicios, reflexiones y diagnósticos pertinentes, con la consideración apropiada de los aspectos científicos, éticos o sociales.
  • Capacidad de la toma de decisiones consecuente.
  • Capacidad de razonamiento crítico (análisis, síntesis y evaluación).
  • Capacidad de aplicación de los conocimientos teóricos de análisis de situaciones.
  • Dominio de aplicaciones informáticas relativas al ámbito de estudio, así como la utilización de internet como medio de comunicación y fuente de información.
  • Capacidad de organización y planificación autónoma del trabajo y de gestión de la información.
  • Capacidad de trabajo en equipo, en particular equipos de naturaleza interdisciplinar e internacional característicos del trabajo en este campo.
  • Capacidad de liderazgo, de organizar equipos de trabajo y habilidades fundamentales de relación interpersonal.
  • Capacidad de comunicación, argumentación y negociación tanto con especialistas del área como con personas no expertas en la materia.
  • La capacidad de aprendizaje autónomo y autoevaluación.
  • Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en el área de las ciencias ambientales que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
  • Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
  • Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

2.2. Resultados de aprendizaje

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

  • Aplicar los conceptos básicos de nomenclatura, estequiometría y los convenios propios de la química
  • Analizar y relacionar los diversos estados de agregación de la materia.
  • Reconocer y utilizar las distintas formas de expresar la concentración.
  • Reconocer y diferenciar los distintos tipos de reacciones químicas.
  • Reconocer y describir las condiciones de un equilibrio químico, así como las peculiaridades de los diversos tipos.
  • Aplicar las normas a seguir en un laboratorio y llevar a cabo experimentos básicos que implican reacciones químicas en disolución.
  • Anotar con precisión y detalle las observaciones de los experimentos realizados en el laboratorio, y los datos que se obtengan.
  • Escribir los informes correspondientes a cada práctica, contestando a las preguntas que se proponen.
  • Interpretar los resultados obtenidos en la resolución de problemas numéricos, relacionados con los conceptos y modelos aprendidos en teoría.
  • Expresar adecuadamente, tanto de forma oral como escrita, los métodos, los procesos, los resultados obtenidos y el análisis de los mismos en los casos encomendados para su estudio, en forma de trabajo individual y/o en grupo.

Estos resultados de aprendizaje son básicos para que los estudiantes puedan contribuir a alcanzar, con su trabajo, los Objetivos de Desarrollo Sostenible 6, 7 y 13, indicados en los objetivos de la asignatura. Los conocimientos teóricos y prácticos en química, que adquieren los estudiantes en esta asignatura, suponen un mejor entendimiento de la materia, y en particular del medio ambiente, proporcionando las bases para promover el desarrollo sostenible en relación con el agua, la energía y el clima.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Los conocimientos de formulación y nomenclatura, que se imparten en esta asignatura, son la base del lenguaje químico que los alumnos utilizarán a lo largo de sus estudios. Así mismo, el estudio de la estructura atómica, de la materia y de conceptos como, por ejemplo, disolución, pH, potenciales de oxidación reducción, cambios de fase y equilibrio químico forman los cimientos sobre los que nuestros estudiantes adquirirán sus competencias en el Grado de Ciencias Medioambientales.

 

En relación a los ODS de la Agenda 2030, indicados en la sección 1.1 de esta guía, los conocimientos de química son fundamentales para mejorar la calidad del agua, desarrollar nuevas formas de energía sostenible y mitigar el cambio climático.  Dicho de otra forma, para conseguir las metas 6.3, 7.2 y 13.3, indicadas arriba, se necesitan desarrollar nuevos procesos químicos; por tanto, los resultados de aprendizaje de esta asignatura son esenciales. 

 

Así mismo, cabe destacar como resultados de aprendizaje el desarrollo de las capacidades de análisis, de síntesis de la información y saber aplicar la teoría a la práctica; sin olvidar las capacidades de organización, planificación de actividades y estudio, para generar nuevas ideas, mejorando el trabajo individual y en grupo.

3. Evaluación

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

Se llevará a cabo una Prueba Global de Evaluación en las fechas marcadas por la Escuela Politécnica Superior (EPS) para las dos convocatorias oficiales. La asignatura no realiza evaluación continua, aunque algunas partes de la prueba global se pueden liberar durante el curso académico.

Las actividades de evaluación son las siguientes:

1. Realizar un examen escrito (según calendario de exámenes de la EPS) que versará sobre los conceptos impartidos en las clases teóricas y en las prácticas de laboratorio, y que incluirá resolución de problemas.

2. Presentar un informe individual de cada práctica de laboratorio, detallando las observaciones y los datos obtenidos, y contestando a preguntas propuestas por el profesor. Dicho informe se entregará en las fechas indicadas por el profesor e irá acompañado de las anotaciones realizadas por cada alumno en su cuaderno de laboratorio. Siguiendo este proceso los alumnos podrán aprobar las prácticas de laboratorio durante el semestre.

Aquellos alumnos que no superen las prácticas de laboratorio mediante el procedimiento anterior, o quieran mejorar sus notas, podrán presentarse a una prueba global consistente en un examen de carácter teórico-práctico, en la convocatoria oficial de los exámenes del semestre.

3. Realizar un trabajo escrito sobre temas relacionados con aspectos de la química que sean relevantes para el medioambiente.

Cada estudiante (de forma individual) deberá presentar un informe breve que contenga los puntos más importantes a tratar en la memoria final del trabajo grupal, incluyendo la bibliografía que se va a utilizar.

Una vez entregado este informe individual, el grupo deberá presentar un segundo informe, más detallado, sobre el tema elegido. Finalmente, cada grupo entregará la memora del trabajo, siguiendo la guía para autores que indicará el profesor.

En la evaluación se tendrá en cuenta el uso del lenguaje, la claridad, el orden y calidad de la bibliografía utilizada, en todos los informes y en la memoria final del trabajo.

En el mes de enero cada alumno expondrá una parte del trabajo en grupo. Dicha exposición será evaluable y formará parte de la nota final del mismo.

El alumno que no supere este apartado, o quiera mejorar la nota, podrá volver a presentar una versión mejorada del informe individual en la segunda convocatoria. Los informes relativos a trabajos podrán ser referidos al mismo o a diferentes temas del presentado inicialmente.

4. Prueba de formulación y nomenclatura de química. Esta actividad podrá ser aprobada durante el semestre en una fecha previa al final del semestre, sin perjuicio del derecho del alumno a presentarse en la prueba final global.

Criterios de Evaluación

La ponderación relativa de la calificación final será como sigue:

  • 75% Examen escrito, prueba 1
  • 15% Prácticas de laboratorio, prueba 2
  • 10% Trabajo en grupo, prueba 3

La actividad de evaluación 1 se compone de cuestiones teórico-prácticas y de ejercicios numéricos (problemas).

La actividad de evaluación 2, además de los informes y anotaciones en el cuaderno de prácticas, valorará también el manejo del material experimental, así como el correcto uso de los reactivos y el seguimiento de las normas de seguridad en el laboratorio.  

La actividad de evaluación 3 se califica de forma individual, aunque el trabajo sea en grupo; por tanto, el informe individual, indicado arriba, tendrá un peso importante en la nota final de cada alumno. En el mes de enero cada alumno expondrá una parte del trabajo en grupo. Dicha exposición será evaluable y formará parte de la nota final del mismo.

La actividad 4 es eliminatoria; y, por tanto, como se indica más abajo, es necesario aprobar la prueba de formulación y nomenclatura con una nota mínima de 5 puntos.  

Los requisitos mínimos de evaluación son:

  • Nota mínima de 5 puntos en la prueba de formulación y nomenclatura
  • Nota mínima de 4 puntos en el examen, que será necesaria para poder sumar los porcentajes de todas las pruebas.

Si no se alcanzan estos requisitos mínimos la asignatura no se considerará aprobada, aunque la calificación final promediada CF, sea igual o superior a 5. En este caso, la nota final que se reflejará en las actas de la asignatura será de suspenso.

 

CF = 0,75*(prueba 1) + 0,15*(prueba 2) + 0,10*(prueba 3)

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

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

Dado el carácter básico de la asignatura, las actividades que se proponen se centran en la comprensión y la asimilación de los principales fundamentos de química que permitirá el conocimiento de los diversos procesos químicos que se suceden en el medio ambiente.

 

Los conocimientos teórico-prácticos adquiridos en las clases magistrales, de carácter participativo, se complementan con las actividades experimentales de laboratorio.

 

Se propone la realización de un trabajo en grupo de carácter multidisciplinar en colaboración con la asignatura de Fundamentos de geología para el medio ambiente. De esta forma se propondrá un tema que abarque ambas disciplinas que será desarrollado en grupo abordando tanto los contenidos químicos como geológicos.

 

Para un mejor seguimiento del proceso de aprendizaje se favorecerá el desarrollo de tutorías individualizadas.

4.2. Actividades de aprendizaje

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

  1. Sesiones de teoría y problemas en el aula

Los alumnos dispondrán del contenido de las clases expositivas, así como una colección de problemas para cada uno de los temas. Al finalizar cada tema se desarrollarán en clase una selección de problemas por parte del profesor. Del resto de problemas propuestos, el profesor realizará un encargo de varios de esos problemas (1 ó 2) a grupos reducidos de alumnos (de 4-5 alumnos) para su resolución, y entrega al profesor. Los restantes problemas serán resueltos a título individual. El alumno igualmente dispondrá de soluciones a los mismos.

  1. Sesiones de laboratorio

Las prácticas de laboratorio se realizarán en sesiones de 2 horas según calendario propuesto al comienzo del curso. Al principio de las mismas el alumno dispondrá de un guion de prácticas en los que se explica no sólo el proceder de la práctica, sino que contienen una introducción detallada en la que se pone al alumno en el conocimiento de los diferentes aspectos teóricos que se van a abordar de forma práctica.

  1. Trabajos tutorizados

A lo largo del curso se procederá al encargo de un trabajo común para desarrollar por grupos de 4-5 alumnos en conjunto con la asignatura Fundamentos de geología para el medio ambiente. El tema propuesto para dicho trabajo abordará contenidos tanto de química como de geología relacionados con el medio ambiente. Dicho trabajo precisa de la presentación de un informe previo de carácter individual en el que cada alumno entregará un resumen o esquema de los puntos más importantes que piensa que deberán desarrollarse en el trabajo conjunto, acompañado de la bibliografía pertinente. Además, se deberá presentar un informe conjunto en el que el trabajo se habrá realizado en grupo.

4.3. Programa

Programa de teoría

Bloque 1: Estructura Atómica

1. Los átomos y la teoría atómica.

2. Componentes del átomo.

3. Introducción a la tabla periódica.

4. Relaciones de masa en química: masa atómica, mol, formula empírica.

5. Estequiometría.

Bloque 2: Estados de agregación de la materia y Disoluciones

1. Estado gaseoso: Propiedades de los gases. Leyes de los gases, ecuaciones de los gases ideales. Teoría cinético-molecular. Ecuación de los gases reales.

2. Estado sólido. Tipos de sólidos. Fuerzas de van der Waals. Estructuras cristalinas 

3. Estado líquido: Propiedades de los líquidos. Equilibrio liquido-vapor. Cambios de estado. Diagramas de fase 

4. Disoluciones: Unidades de concentración. Fundamentos de la solubilidad. Propiedades coligativas 

Bloque 3: Termodinámica y Cinética Química

1. Principios de transferencia de calor.

2. Primer principio de la termodinámica.

3. Entalpía.

4. Ecuaciones termoquímicas. 

5. Velocidad de las reacciones químicas.

6. Ecuación de velocidad e integración de ecuaciones cinéticas de ordenes sencillos.

7. Vida media de un reactivo. 

8. Temperatura y velocidad de reacción.

9. Ecuación de Arrhenius. Energía de activación.

10. Catálisis. 

Bloque 4: El equilibrio químico

1. Equilibrio. Conceptos básicos de equilibrio. Constante de equilibrio. Cambios en las condiciones de equilibrio

2. Equilibrio ácido-base: Definición de ácido y base. Producto iónico del agua. pH y pOH. Fortaleza de ácidos y bases. Disoluciones reguladoras. Indicadores. Valoraciones.

3. Equilibrios redox: células voltaicas. Potenciales estándar. Relaciones entre Eº, K y DGº. Celdas electrolíticas y comerciales.

4. Equilibrios de precipitación: constante del producto de solubilidad. Disolución de precipitados. Equilibrios que implican iones complejos

Bloque 5: Compuestos de carbono   

               1. Introducción a los hidrocarburos: alcanos, alquenos, alquinos.

               2. Grupos orgánicos funcionales. Introducción a la simetría

Programa de prácticas

Práctica 1.  Obtención y comportamiento de los gases. Obtención de hidrógeno y cálculo del peso atómico experimental de un metal.

Práctica 2.  Líquidos y disoluciones. Concentración de las disoluciones. Electrolitos fuertes y débiles. Preparación de diferentes disoluciones (ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico, ácido acético, amoniaco e hidróxido sódico) para distinguir el comportamiento de los electrólitos fuertes y débiles, mediante la medida del pH. Comprobar la hidrólisis de diferentes electrólitos.

Práctica 3.  Disoluciones de líquidos. Separación por destilación. Destilación de un vino comercial. Determinación del grado alcohólico

Práctica 4. Ácidos y bases. Reacciones de transferencia de protones. Equilibrios en disolución. Indicadores. Distinguir el comportamiento de diversos indicadores en los diferentes medios acuosos: ácido, básico y neutro. Estudiar el comportamiento ácido-base de diferentes sales en función al color que toman en presencia de indicadores. Estudio de diferentes equilibrios químicos: acido-base y de precipitación. Variación de los mismos.

Práctica 5. Reacciones ácido-base. Neutralización. Estudio de una neutralización por etapas. Valoración ácido-base.

Práctica 6. Oxidantes y Reductores. Reacciones de transferencia de electrones. Reacciones de metales con el ion H(ácidos no oxidantes) y con ácidos oxidantes. Reacciones de desplazamiento.

Práctica 7.  Comportamiento químico de metales alcalino-térreos y comportamiento químico de aniones. Precipitación. Determinación de una sal desconocida.

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

Tipo actividad / Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Total
15-17 sep 20-24 sep 27 sep-1 oct (1) 4-8 oct 11-15 oct 18-22 oct (2) 25-29 oct 2-5 nov 8-12 nov 15-19 nov (3) 22-26 nov 29 nov-3 dic 9-10 dic 13-17 dic 20-22 dic     10-11 ene (4)(5) 17-21 ene 24-28  ene 14 ene-6 feb examenes
        No lectivo 11 oct (lun) Festivo 12 oct (mar)                Festivos 6 (lun) a 8 (mie)    Vac. Navidad desde 23 dic (mie) Vac. Navidad  11 de ene fin de clases Fin clases Sem 1: 11 ene (mar). Comienzo exam 12 ene (mie)     Festivo 22 ene (mie) 
Actividad  Presencial                                           66
Teoría 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 2 2             28
Problemas   2 2 2 2           2 2 0 2 2             16
Prácticas laboratorio           2 2 2 2 2 2 2   2               16
Trabajos en grupo                                   1       1
Evaluación                      1                   4 5
Actividad No presencial                                           84
Trabajo individual 6 4 5 3 5 4 5 2 5 2 3 4 3 3.5 5   6 4       69.5
Trabajo en  grupo     2 2   1   2   2   1   1.5 1   2         14.5
TOTAL 8 8 11 9 9 9 9 8 9 8 10 11 3 11 10 0 8 5     4 150
                                             
    prac lab   (1) El viernes 1 de octubre se seguirá horario de lunes                           
    vacaciones (2) El viernes 22 de octubre se seguirá horario de martes                           
    periodo exámenes (3) El jueves 18 de noviembre se seguirá horario de lunes                          
        (4) El lunes 10 de enero se seguirá horario de viernes                          
        (5) El martes 11 de enero se seguirá horario de viernes                          
  Periodo de clases    Del 15 de septiembre de 2021 al 11 de enero de 2022                           
  Período de evaluación Del 12 de enero al 5 de febrero de 2022                              
        Del 1 al 13 de septiembre de 2022                              

 

Fechas e hitos clave de la materia. Se recomienda consultar el cronograma y el calendario.

La asignatura se ha estructurado en 21 semanas lectivas. Dentro de ellas se incluye el periodo vacacional de Navidades y el periodo de exámenes.

  • las clases de teoría comenzarán en septiembre con el inicio el periodo lectivo.
  • La resolución de problemas se iniciará durante la semana 2.
  • Las prácticas de laboratorio constarán de un total de 7 sesiones de dos horas de duración
  • Durante la 3ª semana se presentará a los estudiantes el tema de trabajo grupal y el material necesario para desarrollarlo en coordinación con la asignatura de Geología, fijando la fecha de revisión y presentación de los guiones individuales y grupales.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

 

 
BB Chang, Raymond. Química / Raymond Chang; revisión técnica, Rodolfo Álvarez Manzo, Silvia Ponce López, Rosa Zugazagoitia Herranz ; [traducción, Erika Jasso Hernán D' Bourneville]. 10ª ed. México [etc.] : McGraw-Hill, cop. 2010
BB Kotz, John C. Química y reactividad química / John C. Kotz, Paul M. Treichel, Jr., Patrick A. Harman ; [traducción, Ma. Teresa Aguilar Ortega]. 5ª ed. [México] : Thomson, cop. 2003
BB MORCILLO ORTEGA, M. J.; GARCINUÑO MARTÍNEZ, R. M.; GALLEGO PICÓ, A. Química básica. [s. l.], 2018.
BB Petrucci, Ralph H. Química general / Ralph H. Petrucci, William S. Harwood, F. Geoffrey Herring ; traducción, Concepción Pardo Gª Pumarino, Nerea Iza Cabo. 8ª ed. Madrid : Prentice Hall, cop. 2003
BB Química : la ciencia central / Theodore L. Brown... [et al.] ; con la colaboración de Patrick Woodward ; traducción , Laura Fernández Enríquez ; revisión técnica, María Aurora Lanto Arriola. 11ª ed. México : Pearson Educación, 2009
BC Huheey, James E. Química inorgánica : principios de estructura y reactividad / James E. Huheey, Ellen A. Keiter, Richard L. Keiter ; versión en español María Teresa Aguilar Ortega. 4a. ed. México : Oxford University Press, cop. 2001
BC Manahan, Stanley E. Environmental chemistry / Stanley E. Manahan. 8th ed. Boca Raton [etc] : CRC, cop. 2005
BC Manahan, Stanley E. Fundamentals of environmental chemistry / Stanley E. Manahan. 2nd ed. Boca Raton [etc.] : Lewis Publishers, cop. 2001
BC Peterson, W. R. Formulación y nomenclatura química inorgánica : [según la normativa IUPAC] / W. R. Peterson. 16ª ed. Barcelona : Edunsa, 1996
BC Peterson, W.R. Formulación y nomenclatura química orgánica : [según la normativa IUPAC] / W.R. Peterson. 15a. ed. Barcelona : Edunsa, 1993



La bibliografía actualizada de la asignatura se consulta a través de la página web: http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?id=10963