Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2002-03

3105EA0007 FONAMENTS QUÍMICS DE L'ENGINYERIA


Objectius  

Assolir els coneixements bàsics i necessaris pel bon seguiment de les
assignatures d'aquesta carrera, relacionades amb la Química; per això, s'utilitzarà
l'experimentació i els principis teòrics per tal d'obtenir una comprensió lògica i raonada
de la Química.

 
Prerrequisits  

Obligatoris: cap.
Recomanats: cap.
 
Contingut (Programa)  

1. DISSOLUCIONS (3 h)
1.1. Tipus de mescles.
1.2. Concepte i classificació de les dissolucions.
1.3. Expressió de la concentració.
1.4. Solubilitat. Factors interns i externs.
1.5. Dilucions. Càlculs
1.6. Efecte del solut sobre les propietats col.ligatives del dissolvent.

2. DISSOLUCIONS ELECTROLÍTIQUES (3 h)
2.1. L'ionització. Electròlits i no electròlits.
2.2. Càlcul del grau de dissociació iònica.
2.3. La conductivitat elèctrica.
2.4. Les propietats col.ligatives en les dissolucions electrolítiques.
2.5. Relació entre el grau de dissociació i el factor i de Van't Hoff

3. SISTEMES DISPERSOS. COL•LOIDES (1 h)
3.1. Dispersions col.loidals: tipus i propietats.
3.2. Estabilitat dels sistemes col.loidals.
3.3. Sabons i detergents.

4. TERMOQUÍMICA (2 h)
4.1. Equacions termoquímiques.
4.2. Entalpia de reacció.
4.3. Llei de Hess.
4.4. Calor de combustió.
4.5. Entalpia normal de formació.
4.6. Energia lliure i espontaneïtat d'un procés.

6. EQUILIBRI QUÍMIC (2 h)
6.1. Constant d'equilibri i característiques.
6.2. Relació Kc i Kp.
6.3. Llei de Le Châtelier.
6.4. Factors que afecten a l'equilibri químic.

7. ÀCIDS I BASES (8 h)
7.1. Acids i bases fortes i febles mes comuns.
7.2. Reaccions d'hidròlisis.
7.3. Solucions tampons o reguladores de pH.
7.4. Reaccions entre àcids i bases fortes
7.5. Reaccions d'àcids i bases febles.
7.6. Càlculs de pH.

8. SOLUBILITAT I PRECIPITACIÓ (4 h)
8.1. Equilibri de solubilitat de sals poc solubles.
8.2. Solubilitat i constant del producte de solubilitat.
8.3. Efecte de l'ió comú.
8.4. Sustancies comuns i la seva solubilitat.

9. ELECTROQUÍMICA: REACCIONS REDOX I ELECTRÒLISI (8 h)
9.1. Conceptes bàsics.
9.2. Cel•les galvàniques.
9.4. Equació de Nernst.
9.5. Piles comercials i de concentració. Treball elèctric.
9.6. Electròlisi.
9.7. Aplicacions electroquímiques: corrosió i protecció de metalls.



ANÀLISI QUÍMICA  (35 h)

10. EL PROCÉS ANALÍTIC (8 h)
10.1. Etapes del procés analític.
10.5. Tractament de la mostra: assecament, trituració, pesada, mètodes de separació, mètodes d´extracció.
10.2. Expressió dels resultats: exactitud, precisió, xifres significatives, errors.
10.3. Unitats de concentració més utilitzades.
10.4. Càlcul de concentracions equivalents en materials agrícoles.

11. METODES GRAVIMÈTRICS (2 h)
11.1. Operacions de l´anàlisi gravimètrica.
11.2. Aplicacions. Determinació d´humitat.

12. MÈTODES VOLUMÈTRICS (12 h)
12.1. Patrons. Titulació o estandardització.
12.2. Indicadors.
12.3. Càlculs.
12.4. Volumetries àcid-base. 
12.4.1.  Aplicacions: barreja de bases (alcalinitat de l´aigua)
12.4.2.  Aplicacions: anàlisi Kjeldahl.
12.5.  Volumetries redox.
12.5.1.  Aplicacions: determinació del carboni oxidable.
12.6. Volumetries de complexació.  El patró EDTA.
12.6.2.  Aplicacions: determinació de la duresa d´una aigua. 
12.7. Volumetries de precipitació.
12.7.1.  Mètodes de Mohr i Volhard. 

13. MÈTODES ESPECTROMÈTRICS (5 h)
13.1. La llum i la radiació electromagnètica.
13.2. Concepte d´absorció, emissió i luminiscència.
13.3. Classificació de les espectrometries.
13.4. Llei de Beer de l'espectrometria
13.5. Instruments, components.
13.6. Errors en la mesura.
13.7. Mètode de quantificació: tipus de calibracions.
13.8. Espectrometria d´absorció molecular. Aplicacions.
13.9. Espectroscòpia atòmica.
13.10. Altres tècniques.

14. MÈTODES ELECTROMÈTRICS (2 h) 
14.1. L´elèctrode de pH.
14.2. Elèctrodes selectius d´ions. Aplicacions.
14.3. Conductimetries.

14.4. Voltametria, amperometria, polarografia.

18. MÈTODES CROMATOGRÀFICS. AUTOMATITZACIÓ D'ANÀLISIS (4 h)
18.1. Fonaments del mètode.
18.2. Cromatografia plana.
18.3. Tècniques instrumentals de cromatografia. Aplicacions.
18.4. Càlcul de resultats.
18.5. Electroforesi capil•lar.
18.6. Automatització de tècniques de preparació de mostra, separació i mesura. Autoanalitzadors.

19. ANÀLISI DE PLANTA I FRUIT (1 h)
19.1. Fonament fisiològic de l´anàlisi foliar.
19.2. Presa i preparació de mostra.
19.3. Digestió via seca i humida.
19.4. Determinacions.
19.5. Anàlisi de saba.
19.6. Presa i preparació de mostra.
19.7. Extracció de la saba.
19.8. Determinacions.

20. ANÀLISI D'AIGÜES I DISSOLUCIONS NUTRITIVES (1 h)
20.1. Paràmetres importants en l´estudi d´aigua per a rec agrícola.
20.2. Criteris de classificació d´aigües de reg.
20.3. Paràmetres importants en estudis de potabilitat.
20.4. Contaminants en aigües residuals.

QUÍMICA ORGÀNICA:


21. QUÍMICA ORGÀNICA: QUÍMICA DEL CARBONI (6 h)
21.1. Enllaç químic en els compostos orgànics.
21.2. Hibridació d´orbitals.
21.3. Enllaços tipus sigma i pi. Enllaços múltiples.
21.4. Altres conceptes bàsics referents a estructura i enllaç.
21.5. Models moleculars i representacions de les molècules orgàniques.
21.6. Grups funcionals.


22. ISOMERIA (6 h)
22.1. Concepte d´isomeria.
22.2. Isomeria estructural: esquelet, posició i funció.
22.3. Isomeria espacial o estereoisomeria: geomètrica i òptica.
22.4. Mescles racèmiques, diastereoisòmers i formes meso.


23. HIDROCARBURS I ALIFÀTICS (3 h)
23.1. El petroli: font d´hidrocarburs.
23.2. Alcans i cicloalcans. Nomenclatura i propietats.
23.3. Reaccions característiques dels hidrocarburs saturats.
23.4. Alquens, alquins i cicles. Nomenclatura i propietats.
23.5. Reaccions característiques dels hidrocarburs insaturats.


24. HIDROCARBURS AROMÀTICS (3 h)
24.1. Concepte d´aromaticitat.
24.2. El benzè: formes ressonants. Nomenclatura i propietats.
24.3. Reaccions característiques.
24.4. Compostos aromàtics heterocíclics.
24.5. Derivats del benzè d´importància industrial i biològica.

25. DERIVATS HALOGENATS (1 h)
25.1. Nomenclatura i propietats.
25.2. Reaccions característiques.
25.3. Hidrocarburs halogenats d´interès.


26. GRUPS FUNCIONALS (7 h)
26.1. Alcohols, fenols i èters.
26.2. Aldehids i cetones.
26.3. Àcids carboxílics, esters, amides i anhídrids.
26.4. Amines i nitrils.
26.5. Nomenclatura i propietats.
26.6. Reaccions característiques.

27. PRODUCTES ORGÀNICS D'INTERÈS EN BIOQUÍMICA I EN AGRICULTURA (4 h)

 
Bibliografia  


QUÍMICA GENERAL:

Teoria:
• DICKERSON, GRAY i HAIGHT: Principios de Química. Ed. Reverté (1992).
• MASTERTON, SLOWINSKI i STANITSKI: Química general superior. Ed. Interamericana-McGraw-Hill (1990).
. GILLESPIE: Química. Ed. Reverté. (1990).
. SAÑA, J: Química per a les ciències de la naturalesa i de l’alimentació. Ed. Vicens Vives. (1993).

Problemes i formulació:
. GOMEZ, A: Problemas de química general. Univ. Alacant. (1994).
. ROSENBERG, J.L. Química general Ed. Mc.Graw Hill, 1991
• SIENKO: Problemas de Química. Ed. Reverté (1984).
• SMITH i PIERCE: Resolución de problemas de Química general. Ed. Reverté (1991).
• SORUM i BOIKESS: Cómo resolver problemas de Quimica general. Ed. Paraninfo (1990).
. DE LA TORRE, F. Problemes de Química Bàsica. 2a. ed. Ed. UdG. 2002.
. WILLIS, CJ: Resolución de problemas de química general. Ed. Reverté. (1993)

ANÀLISI QUÍMICA BÀSICA I INSTRUMENTAL:

• CHRISTIAN G: Química analítica. Ed. Limusa (1988).
• SKOOG i WEST: Química analítica. Ed. McGraw-Hill (1989).

Altra bibliografia utilitzada:
• ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMIST. (AOAC): Official Methods of Analysis (1984).
• CHAPMAN H.D., PRATT P.F.: Métodos de análisis para suelos, plantas y aguas. Ed. Trillas (1973).
• DEWIS J. i FREITAS F.: Métodos físicos y químicos de análisis de suelos y aguas. (FAO Bulletins, 10.) F.A.O., Roma (1984).
• LÓPEZ RITAS J. i LÓPEZ M.J.: El diagnóstico de suelos y plantas. Ed. Mundi-Prensa (1985).
• M.A.P.A.: Métodos oficiales de análisis. Vol I, II y III. Ministerio de agricultura, pesca y alimentación, Madrid (1986).
• MINISTRY OF AGRICULTURE, FISHERIES AND FOOD: Técnicas de análisis de suelos, vegetales y piensos. Academia (1981).
• RODIER J.: Análisis de las aguas. Ed. Omega (1981).

QUÍMICA ORGÀNICA:

• MORRISON i BOYD: Química Orgánica. Fondo educativo interamericano (1990).
• PETERSON: Formulación y nomenclatura en Química Orgánica. Ed. Eunibar (1990).
• PRIMO YÚFERA: Química Orgánica básica y aplicada. De la molécula a la industria. Tomo I i II. Ed. Reverté (1994).
• SAÑA: Química per a les ciències de la naturalesa i de l´alimentació. Ed. Vicens Vives (1993).
• SCHMID: Química Biológica: las bases químicas de la vida. Ed. Interamericana (1986).
• STRYER: Bioquímica. Ed. Reverté (1995).

MATERIAL DOCENT:

• Col•lecció de problemes de Química General.
• Col•lecció de problemes d’Analisi Química.
• Col•lecció de problemes de Química Orgànical.
• Manual de pràctiques de laboratori del 1r. Semestre.
• Manual de pràctiques de laboratori del 2n. Semestre.
 
Mètodes docents  

Teoria i problemes: 10,5 crèdits.

Pràctiques de laboratori: 4,5 crèdits.
 
Tipus d'exàmens i avaluacions  

Examen de teoria i problemes (75% de la nota total).
Examen de pràctiques (25% de la nota total).

L'examen del primer parcial inclourà teoria i problemes de Química general i d'Anàlisi
química bàsica. Aquest examen serà eliminatori.
 
Informació addicional  

Pràctiques de laboratori:

- Càlcul i preparació de solucions.
- Estequiometria.
- Gravimetria (determinació de la humitat d'un pinso).
- Conductivitat de solucions.
- Electròlisi d'una solució aquosa de iodur potàssic.
- Formació de precipitats i solubilització.
- Valoracions àcid-base (titulació, determinació d'alcalinitat d'una aigua, determinació de
proteïna en pinsos).
- Valoracions redox (titulació, determinació de matèria orgànica d'una aigua, determinació de clor actiu en lleixiu).
- Valoració de formació de complexes (determinació del catió calci en aigües).
- pH i conductivitat elèctrica d'aigües.
- Espectroscòpia molecular visible (determinació de l' àcid tartàric en vins).
- Absorció atòmica (determinació de potassi en un fertilitzant).
- Cromatografia de gas (determinació de procimidona en pomes).
- Densitat relativa i grau alcohòlic volumètric d'un vi.
- Cromatografia de paper.
- Extracció líquid-líquid.
- Hidroxiàcids aromàtics: àcid salicílic i aspirina.
- Refractometria.
- Polarimetria.
 
Llengua de les classes  

Català