Logo UAB
2020/2021

Química

Codi: 102828 Crèdits: 9
Titulació Tipus Curs Semestre
2501915 Ciències Ambientals FB 1 2
La metodologia docent i l'avaluació proposades a la guia poden experimentar alguna modificació en funció de les restriccions a la presencialitat que imposin les autoritats sanitàries.

Professor/a de contacte

Nom:
Montserrat López Mesas
Correu electrònic:
Montserrat.Lopez.Mesas@uab.cat

Utilització d'idiomes a l'assignatura

Llengua vehicular majoritària:
català (cat)
Grup íntegre en anglès:
No
Grup íntegre en català:
No
Grup íntegre en espanyol:
No

Equip docent

Montserrat López Mesas
Maria Jesús Sánchez Martín
Maria del Mar Marquès Bueno
Sandra Perez Rafael

Prerequisits

S’han de dominar els coneixements básics de batxillerat:

1. Expressió de la concentració

Concepte de mol. Molaritat (M), molalitat (m), normalitat (N), % en pes o volum, etc.

2. Estequiometria de les reaccions químiques

Càlculs estequiomètrics. Reactiu limitant. Rendiment de la reacció.

3. Conceptes bàsics d’equilibri químic.

Equilibri químic i constant d'equilibri. Expressions de la constant d'equilibri. Factors que afecten l'equilibri.

4. Formulació química

Compostos inorgànics i compostos orgànics.

5. Igualació de reaccions químiques

Reaccions no redox. Conceptes bàsics de reaccions redox. Igualació de reaccions redox.

6. Gasos ideals

Conceptes generals. Llei dels gasos ideals.

Objectius

L’objectiu general de l’assignatura és posar en contacte a l'alumnat, per primera vegada als seus estudis de Grau, amb els conceptes fonamentals de la Química. Es pretén que prengui consciència de la importància de la Química en la vida quotidiana i, d’una manera especial, en el medi ambient. 

Els objectius més específics de l’assignatura són:

1) Estudi estructural i molecular de la matèria i el món que ens envolta.

2) Introducció a les propietats dels compostos orgànics i de les biomolècules.

3) Interpretació macroscòpica dels fenòmens químics:

       a. Termodinàmica química: els sistemes químics en equilibri.

       b. Cinètica química: com tenen lloc els canvis químics i a quina velocitat

 

Competències

  • Analitzar i utilitzar la informació de manera crítica.
  • Aplicar amb rapidesa els coneixements i habilitats en els diferents camps involucrats en la problemàtica ambiental, i aportar-hi propostes innovadores.
  • Aprendre i aplicar els coneixements adquirits a la pràctica i a la resolució de problemes.
  • Demostrar iniciativa i adaptar-se a problemes i situacions nous.
  • Demostrar interès per la qualitat i la praxi de la qualitat.
  • Demostrar un coneixement adequat i utilitzar les eines i els conceptes de les disciplines científiques més rellevants en medi ambient.
  • Recollir, analitzar i representar dades i observacions, tant quantitatives com qualitatives, utilitzant de forma segura les tècniques adequades d'aula, de camp i de laboratori.
  • Transmetre adequadament la informació, de forma verbal, escrita i gràfica, i utilitzant les noves tecnologies de comunicació i informació.
  • Treballar amb autonomia.
  • Treballar en equip desenvolupant els valors personals quant al tracte social i al treball en grup.

Resultats d'aprenentatge

  1. Analitzar i utilitzar la informació de manera crítica.
  2. Anomenar i formular els compostos químics orgànics i inorgànics.
  3. Aprendre i aplicar els coneixements adquirits a la pràctica i a la resolució de problemes.
  4. Demostrar iniciativa i adaptar-se a problemes i situacions nous.
  5. Demostrar interès per la qualitat i la praxi de la qualitat.
  6. Descriure el concepte d'equilibri químic i els factors que el poden modificar.
  7. Descriure el concepte d'ió complex, la formulació i la nomenclatura.
  8. Descriure el concepte de solubilitat i les variables que l'afecten.
  9. Descriure els tres principis de la termodinàmica i les funcions termodinàmiques associades.
  10. Descriure les propietats dels diferents estats d'agregació de la matèria, i relacionar-les amb l'enllaç químic i les forces intermoleculars.
  11. Diferenciar entre els diferents tipus d'enllaç químic i d'interaccions intermoleculars.
  12. Identificar el caràcter d'àcid o base de Brønsted dels compostos químics en dissolució.
  13. Identificar els paràmetres cinètics d'una reacció química, relacionar-los amb el mecanisme de reacció i descriure'n la dependència amb la temperatura.
  14. Identificar els principals grups funcionals orgànics i descriure'n les propietats fisicoquímiques més rellevants.
  15. Identificar els processos de reducció i oxidació en una reacció redox i igualar l'equació química corresponent.
  16. Identificar els processos químics en l'entorn mediambiental i valorar-los adequadament i originalment.
  17. Identificar les principals fonts de bases de dades i bibliogràfiques en l'àmbit de la química.
  18. Observar, reconèixer, analitzar, mesurar i representar adequadament i de manera segura processos químics.
  19. Transmetre adequadament la informació, de forma verbal, escrita i gràfica, i utilitzant les noves tecnologies de comunicació i informació.
  20. Treballar amb autonomia.
  21. Treballar en equip desenvolupant els valors personals quant al tracte social i al treball en grup.

Continguts

 

BLOC I - ENLLAÇ I ESTRUCTURA DE LA MATÈRIA

1. Els àtoms i la teoria atòmica

Els primers descobriments de la química. Els electrons i altres descobriments de la física atòmica. L’àtom nuclear. Radiació electromagnètica. Teoria quàntica. L’àtom de Bohr. Espectres atòmics. Dualitat ona-partícula i principi d’incertesa. Mecànica ondulatòria: funció d’ona.

2.  Àtom d’hidrogen i àtoms polielectrònics 

L’àtom d’hidrogen. Concepte d’orbital hidrogenoide. Representació dels orbitals. Spin electrònic. Àtoms polielectrònics. Configuracions electròniques: regles per a la distribució dels electrons en els orbitals.

3.  La taula periòdica 

Introducció a la taula periòdica. Introducció històrica. Configuració electrònica i taula periòdica. Metalls, no metalls i els seus ions. Propietats periòdiques dels àtoms: radi atòmic i radi iònic. Potencial d’ionització. Afinitat electrònica. Electronegativitat. Altres propietats.

4.  Enllaç químic 

Estructures de Lewis. Conceptes de ressonància, ordre d’enllaç, càrrega formal i estat d’oxidació. Geometria molecular: teoria de la repulsió de parells electrònics (VSEPR). Ordre d’enllaç i energia d’enllaç. Teoria de l’enllaç de valència: orbitals híbrids. Teoria dels orbitals moleculars. 

5.  Gasos, líquids i sòlids 

Gasos. Formació de fases condensades: Forces intermoleculars: enllaç d’hidrogen, forces de van der Waals. L’enllaç químic com a força intermolecular. Líquids.Sòlids covalents, iònics i metàl·lics.

6.  Dissolucions

Solubilitat dels gasos. Pressió de vapor de les solucions. Condició d’equilibri de fases. Regla de les fases. Diagrama de fases d’una substància pura. Dissolucions ideals. Llei de Raoult. Dissolucions diluïdes. Llei de Henry. Propietats col·ligatives.

  

BLOC II - COMPOSTOS ORGÀNICS I BIOMOLÈCULES

 1.   Biomolècules.

  Elements químics presents als éssers vius. Composició química de les biomolècules. L’àtom de Carboni. Grups funcionals. Isòmers. El grup carboxil: àcids i derivats. Interaccions febles. Sistemes tamponants.

 2. Proteïnes

 Característiques generals. Propietats dels aminoàcids. L’enllaç peptídic. Nivells estructurals de les proteïnes.  Estudi de l’evolució de les proteïnes.

 3. Enzims i catàlisi enzimàtica

 Naturalesa i funció dels enzims. Efectes dels catalitzadors en les reaccions químiques. Activitat enzimàtica: concepte de velocitat inicial. Cinètica enzimàtica: model de Michaelis-Menten. Regulació de l'activitat enzimàtica. Aplicacions biomèdiques i biotecnològiques.

 4. Glúcids

 Característisques generals. Monosacàrids, disacàrids i polisacàrids. L’enllaç o-glicosídic. Funcions dels glúcids.

 5. Lípids

 Característiques generals. Lípids d’emmagatzematge. Lípids estructurals. Altres funcions.

 6.  Caracterització estructural de biomolècules

Introducció a les tècniques de purificació i caracterització de proteïnes. Tècniques de DNA recombinant.

 

BLOC III - TERMODINÀMICA , CINÈTICA I EQUILIBRI QUÍMIC

1.   Termoquímica, espontaneïtat i equilibri

Conceptes bàsics: calor, capacitat calorífica i calor específic.  Calor de reacció. Primer principi de la termodinàmica: energia interna, treball i funció d’estat. Entalpia: llei de Hess, entalpia de formació estàndard i entalpia de reacció estàndard. El problema de l’energia: els combustibles. Canvis d’energia en la formació de cristalls iònics: energia reticular, cicle de Born-Fajans-Haber. Espontaneïtat. Entropia. Segon principi de la termodinàmica: energia de Gibbs, energia de Gibbs estàndard. Termodinàmica de les dissolucions.

2. Principis de l’equilibri químic 

Processos de dissolució. Concepte d’equilibri, expressions i relacions entre les constants d’equilibri. El quocient de reacció Q. Modificacions de les condicions d’equilibri: principi de Le Châtelier. Càlculs d’equilibri: exemples. Relació entre l’energia de Gibbs i la constant d’equilibri; predicció de la direcció d’un canvi químic.

3.  Reaccions en solució aquosa 

Càlculsestequiomètrics en solucions aquoses. Reaccions àcid-base. Reaccions de precipitació. Principis generals de les reaccions redox.

4.  Introducció a la cinètica química 

Velocitat d’una reacció química. Equació de velocitat i ordre de reacció. Velocitat de reacció i temperatura. Catàlisi.

Metodologia

Classes magistrals:

El professor imparteix els coneixements bàsics de l’assignatura a les classes magistrals, procurant que quedi clara la seva aplicabilitat a la resolució de problemes relacionats amb el medi ambient.  Tot i que aparentment, l’alumne no tingui una participació molt activa en aquest tipus de docència, cal promoure al màxim la seva participació posant qüestions a classe, impulsant que els alumnes expressin els seus dubtes i les seves idees, tant a la mateixa classe, com després de l’estudi personal dels temes impartits.

Classes de problemes:

Són fonamentals per posar en pràctica els coneixements adquirits i saber-los aplicar a la resolució de problemes. Aquí és imprescindible que els estudiants tinguin una participació molt activa, resolent (o, almenys, intentant resoldre) els problemes proposats amb anterioritat a la classe presencial. D’aquesta manera, els alumnes podran interaccionar amb el professor proposant mètodes per resoldre problemes, consultant la possibilitat de resoldre’ls per mètodes alternatius i adonant-se dels coneixements que no havien adquirit prou correctament. El fet de dividir les classes de problemes en dos subgrups, menys nombrosos que les classes de teoria, afavoreix aquesta interacció.

El professor podrà també requerir l’entrega de problemes resolts pels alumnes per a la seva correcció i avaluació. En algun cas, el professor podrà també requerir que els alumnes facin una exposició oral del problema que han resolt.

Pràctiques de laboratori:

Les pràctiques de laboratori són molt importants des d’una doble vessant, d’una banda permeten que els alumnes vegin l’aplicació dels coneixements adquiritsal món real. D’altra banda, els permetran adquirir la metodologia experimental i aprendre tècniques que els seran d’utilitat a la seva futura vida professional. Són de caràcter obligatori i una falta d'assistència implica un suspès a l'assignatura.

Activitats formatives

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Tipus: Dirigides      
Classes de Teoria 52 2,08 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
Pràctiques de Laboratori 15 0,6 1, 3, 4, 5, 17, 18, 19, 20, 21
Resolució de Problemes a l'Aula 11 0,44 1, 3, 4, 5, 17, 18, 19, 20, 21
Tipus: Autònomes      
Estudi Personal i Resolució de Problemes 135 5,4 3, 17, 20
Evidències 4 0,16 1, 3, 4, 18, 20, 21

Avaluació

La nota global de l'assignatura s'obtindrà mitjançant la ponderació següent:

  • Proves Escrites (60%)
  • Evidències (20%)
  • Pràctiques de Laboratori (20%)

Per considerar aprovat el curs la nota global ha de ser igual o superior a 5.0

Proves Escrites: 

Hi ha dos tipus de proves escrites:

Exàmens Parcials: Hi haurà dues proves parcials però es faran tres exàmens, un per a cada bloc de l’assignatura i que ponderen diferent: Bloc I 20%, Bloc II 30% i Bloc III 50%.

Per poder ponderar les proves parcials la nota de cada examen ha de ser igual o superior a 3.5. Alumnat amb examen/s amb nota inferior a 3.5 caldrà que es presentin a la Prova Final d'aquell/s examen/s, ja que no podrà ponderar amb cap altra nota.

Per a poder ponderar amb la nota d'Evidències i de Laboratori, la nota ponderada dels Exàmens Parcials ha de ser igual o superior a 4.0. En cas contrari, l'alumnat haurà de presentar-se a la Prova Final d’aquell examen amb nota inferior.

Prova Final (recuperació): Per participar a la recuperació, l'alumnat ha d'haver estat prèviament avaluat en un conjunt d'activitats el pes de les quals equivalgui a un mínim de dues terceres parts de la qualificació total de l'assignatura.

Caldrà que s'hi presenti l’alumnat que tingui algun/s parcial/s amb nota inferior a 3.5, o els no presentats a algun examen sempre que s’hagi presentat com a mínim a un dels tres exàmens.

Millorar nota: es pot presentar a l’examen final de recuperació aquell alumnat que tinguin una nota dels Exàmens Parcials igual o superior a 3.5 i que vulguin millorar nota d'algun parcial, prèvia comunicació al professorat responsable de l'assignatura. La nota que obtingui a l'examen final substituirà a la que tenia del parcial, ja sigui superior o inferior.

Per a poder ponderar amb la nota d'Evidències i de Laboratori, la nota ponderada dels exàmens ha de ser igual o superior a 4.0. En cas contrari, l’assignatura restarà suspesa i la nota dels exàmens serà la que aparegui al seu expedient acadèmic.

Evidències:

Les Evidències poden incloure treballs, problemes resolts a classe o a casa, proves escrites a classe amb o sense material, etc. Es poden realitzar a classe de teoria o de problemes i poden ser sense previ avís (només a la classe de problemes). Nota mínima de 4.0 per tal de poder ponderar amb les Proves Escrites. Si la nota és inferior a 4.0 no hi haurà possibilitat d'aprovar l'assignatura. Una evidència no presentada tindrà una nota de 0.

Tema 1: es treballarà de forma autònoma. S’haurà de llegir un capítol de llibre i contestar a un formulari via campus virtual.

Pràctiques de laboratori:

Presentació dels resultats obtinguts durant les pràctiques i de les respostes al qüestionari proposat. També es tindrà en compte l’actitud i la manera de treballar al laboratori. Es controlarà que a la llibreta es prepari un esquema de la pràctica a realitzar (treball previ a la pràctica) i la bona recollida de les dades de laboratori. Es realitzarà una prova escrita al final de les pràctiques que consistirà en un examen tipus test per avaluar els coneixement adquirits durant les mateixes. Informes 60%, llibreta 10% i examen 30%.

L’assistència a les pràctiques de laboratori és obligatòria. No assistir sense justificació comportarà un suspens a l’assignatura, encara que els exàmens parcials estiguin aprovats. Si no es pot assistir, de forma justificada, a alguna de les sessions de pràctiques, l’alumnat ha de comunicar-ho al professorat responsable de les pràctiques per tal d’assistir a un grup diferent a recuperar-la (no es pot assistir a recuperar-la sense haver-ho comunicat prèviament al professorat de pràctiques o en últim cas al de teoria). Si no hi ha opció de realitzar-la en un grup diferent a l’assignat, previ acord amb el professorat responsable, aquest avaluarà la justificació i decidirà què fer. La justificació requerirà la presentació de justificant mèdic o equivalent (no és vàlid solapament amb altres assignatures, viatges, treball...).

No respectar les normes de laboratori implicarà un suspens a les pràctiques i per tant la impossibilitat d'aprovar l'assignatura.

Hi haurà una sessió prèvia a les pràctiques per explicar el funcionament i que serà obligatòria. La seva assistència serà controlada i la no assistència implicarà baixar la nota final de pràctiques 3 punts.

La nota per poder ponderar amb la nota d'Evidències i Proves Escrites ha de ser superior a 4.5.

No Avaluat:

Es considerarà No avaluat si el número d’activitats d’avaluació realitzades és inferior al 30% del total de les programades a l’assignatura.

Altres:

Qualsevol acció de còpia a qualsevol de les activitats d’avaluació suposarà un zero a l’assignatura, amb independència d’altres implicacions disciplinàries.

Activitats d'avaluació

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Evidències 20% 2 0,08 3, 4, 18, 20, 21
Examen Bloc I 12% 1,5 0,06 2, 10, 11, 16
Examen Bloc II 18% 1,5 0,06 14
Examen Bloc III 30% 2 0,08 6, 7, 8, 9, 12, 13, 15, 16
Laboratori 20% 1 0,04 1, 3, 4, 5, 17, 18, 19, 20, 21

Bibliografia

Bibliografia Bàsica:

R.H. Petrucci, W.S. Harwood, F.G. Herring: Química general. Enlace químico y estructura de la materia, Vol. 1, Ed. Prentice Hall, 2003

R. Chang: Química General, 9ª edició, Ed. McGraw-Hill, 2007

P. Atkins, L. Jones: Principios de Química, 3ª edició, Ed. Panamericana, 2006

J.Casabò: Estructura atómica y enlace, Ed. Reverté, 1996

D.L.Nelson, M.M. Cox: Lehninger-Principios de Bioquímica, 5a ed., Ed. Omega, 2009

Stryer, L., Berg, J.M., Timoczko, T.: Bioquímica, 6a ed., Ed. Reverté, 2007

 (podeu consultar a la biblioteca llibres en línia sobre Química general) 

 

Llibres de problemes:

J.A. López Cancio. Problemas de Química. Cuestiones y ejercicios. Prentice Hall, 2000

A. Navarrete, A. Garcia. La resolución de los problemas en química. Anaya, 2004

 

Formulació:

SALES; VILARRASA. Introducció a la nomenclatura química. 5a ed. Reverté SA, 2003