Objetivos y contextualización

El objetivo final de la asignatura es que el alumno alcance las competencias indicadas.

La parte de experimentación en el laboratorio tiene unos objetivos generales:

• Conocer y aplicar las normas de seguridad y de trabajo en el laboratorio.
• Conocer el sistema de eliminación de residuos en el laboratorio.
• Conocer el material y utensilios básicos del laboratorio químico.
• Conocer las operaciones básicas del laboratorio químico:

• Limpieza del material de vidrio
• Pesada
• Medida y trasvase de líquidos
• Preparación de soluciones
• Calentamiento de sustancias
• Agitación
• Evaporación
• Cristalización
• Filtrado y lavado de sustancias
• Extracción Simple
• Cromatografía de capa fina.
• Destilación
• Uso de la libreta de laboratorio.
• Tratamiento gráfico, numérico e informático de los datos de laboratorio

Como objetivos específicos de cada práctica:

Práctica 1: Tratamiento de datos

• Toma decontacto con los conceptos de error experimental, exactitud y precisión.
• Comprender que el material de vidrio para medir volúmenes puede tener dos funciones diferentes: contener un volumen exacto y transferir un volumen exacto.
• Cálculos de estadística básica.
• Evaluar la precisión y la exactitud de unos resultados.
• Introducción al uso de una hoja de cálculo como herramienta para representar resultados.
• Aprender a pesar con las balanzas siguientes: analítica, de precisión y granetari.
• Aprender las técnicas volumétricas y verificar su precisión.

Práctica 2: Densidades

• Preparar diferentes soluciones de concentración conocida de una sal utilizando diferentes escalas: molaridad, molalidad y tanto por ciento en peso.
• Extraer información a partir del gráfico de concentración y densidad de la disolución.
• Utilizar la regresión por mínimos cuadrados y determinar la concentración de una solución problema a partir de la lectura del gráfico.
• Relacionar molaridad (M), molalidad (m) y tanto por ciento en peso (%).
• Trabajar con diferentes escalas de concentración.

Práctica 3: Reacciones de precipitación. Concepto de reactivo limitante

• Aprender la técnica de filtración para la separación de fases heterogéneas (sólido-líquido).
• Observar el concepto de reactivo limitante con un caso práctico, añadiendo cantidades variables de una sal soluble en la misma cantidad de otra sal soluble (la que actuará de reactivo limitante).
• Observar la insolubilidad de algunas sales a partir de la mezcla de sales solubles.
• Aprender una técnica de purificación de precipitados.

Práctica 4: Reacciones redox. Estequiometría de las reacciones en solución acuosa

• Utilizar el concepto de oxidante y reductor mediante el estudio de reacciones redox simples.
• Recordar las reglas de igualación de reacciones redox.
• Demostrar el comportamiento diferenciado de algunos reactivos en reacciones redox dependiendo de si se trabaja en medio ácido o en medio básico.
• Analizar de forma elemental la solubilidad de las sustancias en diferentes solventes.
• Hacer extracciones líquido-líquido de sustancias de un solvente a otro de diferente polaridad.
• Determinar la concentración de una solución problema usando una reacción redox.

Práctica 5: Orbitales atómicos y moleculares

• Entender el significado de las diferentes representaciones de los orbitales atómicos.
• Entender la información que se puede extraer de la función de onda.
• Visualización de orbitales moleculares de moléculas diatómicas homonucleares y heteronucleares
• Construcción de diagramas de orbitales molecular
• Identificación de orbitales moleculares σ y π en moléculas planas
• Energía de los orbitales moleculares π y relación con el número de nodos
• Separación HOMO-LUMO en moléculas C_2nH_2n + 2 (n = 1, 2, 3)
• Orbitales moleculares π del benceno, del CO₂

Práctica 6: Geometría molecular. Estrictures cristalinas

• Visualizar las formas de moléculas sencillas.
• Observar el efecto de los pares no enlazantes del átomo central sobre la geometría molecular.
• Observar el efecto de los dobles enlaces sobre la geometría molecular.
• Observar el efecto de los átomos periféricos sobre la geometría molecular.
• Estudiar la estructura de metales, sólidos iónicos y sólidos covalentes a partir de modelos moleculares y del uso del software ChemBio3D, y hacer predicciones sencillas de diferentes propiedades (radios atómicos, direcciones de contacto, densidades,  energías reticulares, etc.)

Práctica 7: Determinación de masas atómicas y moleculares

• Aprender a manipular y hacer cálculos con gases.
• Aplicar la ley de gases ideales y la ley de Dalton de las presionesparciales.
• Determinar la masa equivalente y la masa atómica de un metal a partir de una reacción química.
• Determinar la masa molecular de un gas a partir de su densidad.
• Calcular la masa molecular media del aire.
• Trabajar con la presión de vapor del agua al aire y con el concepto de la humedad relativa.

Práctica 8: Uso del calorímetro para estudiar procesos de cambio de fase y de disolución

• Determinar la capacidad calorífica del calorímetro utilizando el método de las mezclas, ya que es un dato que necesitamos conocer para completar esta práctica y las siguientes.
• Determinar el calor latente de fusión del hielo.
• Determinar la entalpía de disolución de dos sustancias líquidas.

Práctica 9: Determinación de calores de reacción y de disolución

• Determinar los calores de reacción (entalpías de reacción) de diferentes procesos químicos (ácido / base y redox) en disolución mediante la utilización de un calorímetro a presión constante.
• Analizar los factores de los que dependen los cambios de entalpía medidos.
• Estudiar la estequiometría de las reacciones deneutralización ácido-base.
• Comparar las entalpías de reacción de las reacciones ácido-base y redox.

Práctica 10: Determinación de la variación de entalpía y de entropía de la disolución de la urea

• El objetivo del experimento es determinar ΔH^o y Keq para la disolución de la urea, NH₂CONH₂, en agua. A partir de esta información, se calculará ΔG^o y ΔS^o.

Práctica 11: Extracción líquido-líquido y separación de mezclas

• Aprender la técnica de extracción simple.
• Separación de tres sustancias conocidas disueltas en un disolvente orgánico a partir de un proceso de extracción simple aprovechando el diferente carácter ácido-base de las sustancias que se han de separar.
• Comprobación de la eficiencia de la separación mediante la técnica de cromatografía de capa fina.
• Separación de una mezcla binaria desconocida. Se asignará una muestra problema y se dará información al alumno sobre eltipus de compuesto que contiene. Reconocer las sustancias separadas.

Práctica 12: Cinética de la reacción del violeta de metilo en medio básico

• Determinar la pseudo-constante de velocidad k 'para la reacción del violeta de metilo en medio básico en exceso de ión hidroxilo y a temperatura ambiente.
• Determinar el orden de la reacción respecto al hidroxilo y el violeta de metilo.
• Determinar la constante de velocidad k para la reacción del violeta de metilo en medio básico.

Práctica 13: Medida del pH. Fuerza relativa de ácidos y bases

• Aprender a utilizar un pH-metro.
• Medir el pH de unconjuntodesoluciones acuosas de ácidos y de bases y ordenarlos según su fuerza relativa.
• Observar la influencia de la dilución en el equilibrio.
• Observar el diferente comportamiento entre soluciones amortiguadoras de pH y sistemas no amortiguados a partir de la observación de los cambios de pH cuando se añade un ácido o una base fuertes.

Práctica 14: Volumetrías ácido-base. Indicadores

• Alcanzar la metodología básica para llevar a cabo volumetrías, que en este caso son basadas en equilibrios ácido-base.
• Estudio experimental de la importancia de elegir correctamente el indicador.
• Saber construir una curva de valoración experimental, comprobar que tiene la forma prevista teóricamente, y ver que los indicadores viran en la zona prevista.

Práctica 15: Determinación de la constante de acidez del ácido acético

• En términos generales, el objetivo de este experimento es el estudio cuantitativo del equilibrio químico analizando un equilibrio ácido-base en medio acuoso.
• Determinar la constante de acidez del àcidacètic y observar que las constantes de equilibrio corresponden a una realidad "palpable" experimentalmente.
• Aprender a obtener datos cuantitativos a partir de una serie de resultados experimentales que siguen una ley física.

Práctica 16: Solubilidad y Kps de sales poco solubles en agua. Efecto del ión común

• Aprender a preparar una solución saturada de una sal poco soluble de manera controlada.
• Determinar la solubilidad de una sal poco soluble.
• Aprender el concepto práctico del intercambio iónico.
• Determinar el producto de solubilidad de una sal poco soluble.
• Observar y reflexionar sobre el efecto del ión común.

Práctica 17: Celdas Electroquímicas

• Construcción de una Tabla de Potenciales Estándares
• Construcción de Celdas electroquímicas galvánicas sencillas para obtener electricidad a partir de reacciones químicas.

Práctica 18: Síntesis del ácidoacetilsalicílico

• Sintetizarun cierta cantidad de ácido acetilsalicílico (AAS) a partir del ácido salicílico (AS) comercial.
• Purificar el producto de la reacción (AAS).
• Determinar el rendimiento de la reacción.
• Discutir, de manera cualitativa, la pureza del productoobtenido.

 

Por la parte de Recursos Informáticos el objetivo general es dar una base sólida a los alumnos en competencias transversales y específicas de las herramientas informáticas. Se pretende  que los estudiantes adquieran unas fuertes nociones tanto estructurales como analíticas en la gestión de base de datos y algoritmos.