Fonaments de química
Codi: 100915 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500253 Biotecnologia | FB | 1 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Luis Rodríguez Santiago
- Correu electrònic:
- luis.rodriguez.santiago@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- espanyol (spa)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- No
- Grup íntegre en espanyol:
- Sí
Equip docent
- Anna Vidal López
Prerequisits
Tot i que no hi ha pre-requisits oficials és convenient que l’estudiant repassi els conceptes generals de química, física i matemàtiques adquirits al batxillerat.
Objectius
L’objectiu general del programa que es presenta és posar en contacte l’estudiant amb els conceptes fonamentals de la Química. A la llarga, es pretén que l’estudiant prengui consciència de la importància de la Química i es familiaritzi amb els seus conceptes fonamentals
L’objectiu més general del programa és ajudar a l’estudiant a comprendre els fenòmens químics del món macroscòpic i introduir-lo en el coneixement que es té en l’actualitat de les interaccions entre àtoms i molècules a nivell microscòpic (a través de l’estructura atòmica i l’enllaç).
Es posaran les bases principals per entendre l’estructura de la matèria a nivell microscòpic, relacionant-lo amb la tipologia de l’enllaç. S’estudiaran els conceptes bàsics de la termodinàmica química que permetran racionalitzar el comportament macroscòpic i el concepte d'equilibri químic. A partir d'aquí s'estudiaran els equilibris més habituals i es presentaran les nocions bàsiques de la cinètica química.
Objectius principals de l’assignatura:
1) Introduir la visió microscòpica de la química.
2) Conèixer la interpretació macroscòpica dels fenòmens químics:
a. Termodinàmica química
b. Equilibri químic
c. Cinètica química
Competències
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Raonar de forma crítica.
- Utilitzar els fonaments de matemàtiques, física i química necessaris per a comprendre, desenvolupar i avaluar un procés biotecnològic.
Resultats d'aprenentatge
- Actuar amb responsabilitat ètica i amb respecte pels drets i deures fonamentals, la diversitat i els valors democràtics.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi avaluant les desigualtats per raó de sexe/gènere.
- Actuar en l'àmbit de coneixement propi valorant l'impacte social, econòmic i mediambiental.
- Descriure i determinar correctament els factors i paràmetres que afecten la velocitat d'una reacció.
- Determinar concentracions en establir-se un equilibri químic qualsevol a partir dels paràmetres termodinàmics que el quantifiquen.
- Introduir canvis en els mètodes i els processos de l'àmbit de coneixement per donar respostes innovadores a les necessitats i demandes de la societat.
- Llegir textos especialitzats tant a llengua anglesa com a les llengües pròpies.
- Manipular adequadament equacions químiques, igualar-les i efectuar càlculs estequiomètrics.
- Pensar d'una forma integrada i abordar els problemes des de diferents perspectives.
- Predir correctament l'espontaneïtat d'una reacció partint dels canvis entròpics, entàlpics i d'energia lliure associats.
- Raonar de forma crítica.
Continguts
Tema 1. Estructura atòmica
Àtom d’hidrogen. Àtoms polielectrònics. Configuracions electròniques. Taula periòdica. Propietats periòdiques.
Tema 2. Enllaç químic
Models d’enllaç químic. Enllaç covalent. Estructures de Lewis. Geometria molecular. Polaritat. Orbitals híbrids. Orbitals moleculars.
Tema 3. Forces intermoleculars
Enllaç d’hidrogen. Forces de van der Waals.
Tema 4. Primera llei de la termodinàmica.
Sistemes termodinàmics. Energia interna. Calor i treball. Primer principi de la termodinàmica. Calors de reacció i estats estàndards. Llei de Hess.
Tema 5. Segona llei de la termodinàmica.
Espontaneïtat. Entropia. Segon principi de la termodinàmica. Canvi entròpic. Tercer principi de la termodinàmica. Energia de Gibbs.
Tema 6. Definició d’equilibri químic
Equilibri dinàmic. Expressió de la constant d’equilibri. Energia de Gibbs i equilibri. Criteri d’espontaneïtat. Variació de ΔrGo i T amb la temperatura. Principi de Le Chatêlier.
Tema 7. Equilibris àcid-base
Àcids i bases de Brønsted i Lowry. Constants d’acidesa i basicitat. Concepte i càlcul de pH. Solucions amortidores.
Tema 8. Electroquímica
Igualació de reaccions redox. Cel·les electroquímiques. Potencial de cel·la. Potencials de reducció estàndard químics i bioquímics. Equació de Nernst.
Tema 9. Conceptes fonamentals de cinètica química.
Velocitat de reacció. Equació de velocitat. Ordre de reacció. Dependència de la constant de velocitat amb la temperatura.
Tema 10. Mecanismes de Reacció
Etapa limitant. Aproximació de l’estat estacionari. Catàlisi.
Metodologia
Classes magistrals:
L’alumne adquireix els coneixements científico-tècnics propis de l’assignatura assistint a les classes magistrals i complementant-les amb l’estudi personal dels temes explicats. Segons evolucioni la situació sanitària aquestes classes es faran de forma presencial a l'aula o bé (total o parcialment) per mitjans telemàtics ja sigui de manera síncrona o asíncrona.
En principi, les classes magistrals són activitats que requereixen menys participació activa per part de l’estudiant, ja que estan concebudes com la transmissió de coneixements per part del professor. Tot i així, el seu aprofitament ajuda enormement a l’assoliment dels coneixements. En el cas que les classes s'hagin de fer de forma telemàtica es requerirà de la participació activa de l'alumne.
Classes de problemes:
En aquestes es posaran en pràctica a través de la resolució de problemes els coneixements científico-tècnics exposats en les classes magistrals. Donat que el numero d’alumnes a classe serà la meitat que a teoria, es pot requerir la participació activa per part dels alumnes.
Pràctiques:
Tot i que en aquesta assignatura no hi ha part pràctica, algunes de les pràctiques que es realitzaran a l’assignatura de Laboratori Integrat estan directament relacionades amb els conceptes introduïts en aquesta assignatura.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Problemes | 15 | 0,6 | 4, 5, 8, 9, 10, 11 |
| Teoria | 30 | 1,2 | 4, 5, 8, 9, 10, 11 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi dels conceptes teòrics | 52 | 2,08 | 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 |
| Resolució d'exercicis i altres activitats procedimentals | 38 | 1,52 |
Avaluació
L’avaluació es realitzarà al llarg de tot el curs:
Avaluació mitjançant activitats de revisió: Al llarg del curs es plantejaran unes activitats de revisió formades per exercicis que recullin el contingut principal del tema i podran ser problemes resolts individualment o en grup, autoavaluacions al campus virtual, proves curtes a classe o al campus virtual, etc … Aquests pretenen ajudar a l’alumne a fer un repàs del contingut de l'assignatura.
La qualificació d’aquestes activitats equivaldrà al 20% de la qualificació final i no requereix cap mínim per fer mitjana amb la resta de qualificacions.
Avaluació mitjançant proves escrites: en aquesta part s’avalua individualment els coneixements científico-tècnics de la matèria assolits per l’alumne, així com la seva capacitat d’anàlisi, síntesi i de raonament crític.
Proves parcials escrites: Durant el curs es realitzaran dues proves parcials que avaluaran els continguts de l'assignatura impartits fins aquell moment. Cada prova parcial tindrà un pes del 40% de la nota final de l'assignatura. Caldrà assolir un 5.0 en cada una d'elles per què es faci mitjana amb les altres qualificacions de l'assignatura. Els alumnes que no assoleixin un 5.0 en alguna d'aquestes proves hauran de presentar-se a la prova final de la part suspesa.
Prova final escrita: Hauran d’assistir obligatòriament a aquesta prova aquells alumnes que no hagin obtingut al menys un 5.0 a una de les proves parcials. Excepcionalment es podran presentar alumnes que hagin superat les proves parcials i vulguin pujar nota. Tot i així en fer-ho renuncien a la nota de parcials. Caldrà obtenir un mínim d'un 5 sobre 10 per fer mitjana amb la resta de qualificacions.
NO es podran presentar a la prova final els alumnes que no hagin estat avaluats en un mínim de 2/3 parts del total d'activitats avaluables o que hagin obtingut una qualificació inferior a 3.5 punts sobre 10 en la mitjana de les dues proves parcilas escrites.
La nota global serà:
Nota Global = (Activitat Revisió)*0.2 + (Examens)*0.8
per superar l'assignataura caldrà que aquesta sigui superior a 5.
Fer servir mètodes no autoritzats durant un dels exàmens de l'assignatura (copiar o comunicar-se amb algun company, us de telèfons mòbils, etc...) serà penalitzat amb una qualificació de "suspens" en el global de l'assignatura del curs vigent.
Alumnes no avaluables
Es considera que un alumne és avaluable quan hagi lliurat 2 o més dels problemes o bé es presenti a la primera prova parcial.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Activitats de revisió de tema | 20% | 10 | 0,4 | 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
| Prova parcial | 40% el primer parcial 40% el segon parcial | 5 | 0,2 | 3, 9, 11 |
Bibliografia
Textos generals de Química Física que engloben tota la matèria del curs:
- R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette, Química General, Pearson Prentrice Hall (10ena Ed.) 2011.
- R. H. Petrucci, F.G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette, Química General, Pearson Prentrice Hall (11ena Ed.) 2017.
Document digital: https://www-ingebook-com.are.uab.cat/ib/NPcd/IB_BooksVis?cod_primaria=1000187&codigo_libro=6751
- P. Atkins, L. Jones Principios de química Editorial Medica Panamericana (5ena Ed.) 2012.
Textos avançats:
- P. Atkins, J. de Paula Physical Chemistry, Oxford University Press (11ena Ed.) 2018.
Document digital de la 8ena. ed. en castellà: https://www-medicapanamericana-com.are.uab.cat/VisorEbookV2/Ebook/9789500694988#{%22Pagina%22:%22Tapa%22,%22Vista%22:%22Indice%22,%22Busqueda%22:%22%22}
Enllaços web:
Espai virtual de l’assignatura: http://cv.uab.cat
Programari
A l’assignatura no es fa servir programari específic.