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Academic Year/course: 2021/22

608 -

39602 - Chemistry

Syllabus Information

Academic Year:

2021/22

Subject:

39602 - Chemistry

Faculty / School:

175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia

Degree:

608 -

ECTS:

6.0

Year:

Semester:

First semester

Subject Type:

Basic Education

Module:

---

1. General information

1.1. Aims of the course

The aim of the course is the acquisition of a basic view of the structure of matter in connection to its properties and the chemical transformations that matter can undergo. Another objective is the introduction of organic chemistry.

1.2. Context and importance of this course in the degree

The course belongs to the Basic Training module and is scheduled in the first semester of the first year of the Degree in Mechatronic Engineering and Industrial Organisational Engineering. It provides the necessary chemical knowledge to any graduate in Engineering studies, particularly for the understanding of concepts that will be acquired in other courses such as Environment and Materials Engineering.

1.3. Recommendations to take this course

It is advisable to have taken the subject of Chemistry in High School.

2. Learning goals

2.1. Competences

GI03 Having knowledge in basic and technological issues, which will enable them to learn new

methods and theories, and provide them with versatility to adapt to new situations.

GI04 Solving problems with initiative, decision making, creativity, critical thinking and communicating

and transferring knowledge, abilities and skills in the field of Industrial Engineering and particularly

in the scope of industrial mechatronics.

GC02 Interpreting experimental data, contrasting them with the theoretical ones and draw conclusions.

GC03 Abstraction and logical thinking.

GC04 Learning in a continuous, directed and autonomous way.

GC05 Evaluating alternatives.

GC07 Leading a team as well as being a committed member of it.

GC08 Locating technical information, as well as its understanding and evaluation.

GC10 Producing technical documentation and presenting it with the help of appropriate computer tools.

GC11 Communicating their thinking and designs clearly to specialized and non-specialized audiences.

EB04 Understanding and applying the basic knowledge principles of general chemistry, organic

and inorganic chemistry and its applications in engineering.

2.2. Learning goals

Explaining the concepts related to the structure of matter, solutions and reactions

Applying the acquired knowledge of Chemistry.

Using numerical methods in solving the chemical problems that are proposed.

Solving questions and problems of General Chemistry.

Showing an adequate use of basic laboratory equipment to carry out simple chemical experiments.

Having the ability to handle chemistry language; particularly symbolic and formal language.

Interpreting and presenting contents of basic scientific texts.

2.3. Importance of learning goals

This subject is included in the basic training module of the degree, which, in a broad sense, aims to unify the knowledge of students and prepare them to tackle more specific subjects of the degree. In this sense, together with the rest of the basic subjects, the course Fundamentals of Construction Materials contributes

3. Assessment (1st and 2nd call)

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

The assessment process will include two types of action:

- A split assessment system, which will be carried out throughout the course and which will include:

Carrying out practice tasks in the laboratory.

Carrying out one or more works on practical aspects of the course.

Carrying out partial tests that can assess the knowledge acquired.

- A global assessment test to be carried out if the continuous assessment process has not been successful.

SPLIT ASSESSMENT SYSTEM

In order to be eligible for this assessment system, the student must attend class regularly, with at least 80% attendance in classroom activities (classes, practice tasks, technical visits, etc.). In the split assessment system, the teacher will assess the participation and works derived from laboratory practice tasks or others. Finally, the student must take several written tests that show the knowledge acquired and the ability to solve practical problems. The criteria of Assessment to be applied will be as follows:

Laboratory practice tasks and assignments:

It will account for 10% of the final grade and will be carried out according to the assessment of problems, questions or assignments related to the practices carried out in the laboratory or to other topics specific to the course that might appear, requiring at least a 5 in this section in order to pass the course. If the practical course could not be carried out, it would be replaced by the completion of a job, which would score in the same measure.

Partial assessment tests:

There will be two partial tests. Each of them will have a theory and practice load of approximately 50% each. This part will account for 90% of the final grade and to be able to pass it, it is necessary to have passed the two tests or, having passed one of them, to have a mark not lower than 3.

Students who, not having passed the previous criteria, might have a failed partial test must go to the final global exam to pass the missing parts.

GLOBAL FINAL ASSESSMENT TEST

This test must be seated by those students who have not chosen the split assessment system or those who, having opted for such a system, were not successful. The latter should only go in for the missing partial tests.

Students who, having passed the split assessment system, wish to increase their grade may also take this test. In this case, they should complete the whole test.

The test will be written and will consist of specific or applied to practical questions and problems theory. The theory and practice load will be approximately 50% each. In addition, to pass the course, you must have completed the practical activities and passed the corresponding project (or, failing that, the work to be carried out if the practicals could not be carried out).

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: 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.

- Practice Sessions: 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.

If classroom teaching were not posssible due to health reasons, it would be carried out on-line.

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

The course will address the following topics:

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

Na₂CO₃0,1 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 the water.

Practical 5

Distillation

4.4. Course planning and calendar

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

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 Intermolecular 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

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=39602

Curso Académico: 2021/22

608 - Programa conjunto en Ingeniería Mecatrónica-Ingeniería de Organización Industrial

39602 - Química

Información del Plan Docente

Año académico:

2021/22

Asignatura:

39602 - Química

Centro académico:

175 - Escuela Universitaria Politécnica de La Almunia

Titulación:

608 - Programa conjunto en Ingeniería Mecatrónica-Ingeniería de Organización Industrial

Créditos:

6.0

Curso:

Periodo de impartición:

Primer semestre

Clase de asignatura:

Formación básica

Materia:

Química

1. Información Básica

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 Programa conjunto en Ingeniería Mecatrónica-Ingeniería de Organización Industrial.

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. Competencias y resultados de aprendizaje

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. Evaluación

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

El proceso de evaluación 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 partida.

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 u otros. 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 y trabajos:

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 o a otros temas propios de la asignatura que se puedan plantear, exigiéndose al menos un 5 en este apartado para poder superar la asignatura. Caso de que no pudiera llevarse a cabo el curso práctico sería sustituido por la realización de un trabajo, que puntuaría en igual medida.

Pruebas parciales de evaluación:

Se plantearán dos 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 dos pruebas o, habiendo superado una al menos tener en la suspendida una nota no inferior a 3,0 y compensarla con la otra.

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 partida 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 (o, en su defecto, el trabajo a desarrollar caso de no haberse podido llevar a cabo las prácticas).

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

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.

Si esta docencia no pudiera realizarse de forma presencial por causas sanitarias, se realizaría de forma telemática.

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

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=39602