Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2002-03

3105IA0003 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 Quimica.

 
Prerrequisits  

Obligatoris: cap
Recomanats: cap
 
Contingut (Programa)  

QUÍMICA GENERAL:


1. SISTEMES DISPERSOS. DISSOLUCIONS (4 h)

1.1. Tipus de dispersions.
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. Propietats col·ligatives.
1.7. Dissolucions no ideals.


2. DISSOLUCIONS ELECTROLÍTIQUES (4 h)

2.1. La ionització. Electròlits i no electròlits.
2.2. Conductivitat elèctrica específica i equivalent.
2.3. Teoria d'Arrhenius.
2.4. Grau de dissociació iònica.
2.5. Classificació dels electròlits.
2.6. Propietats col·ligatives en solucions electrolítiques. Factor i de Van´t Hoff.


3. SISTEMES DISPERSOS. COL·LOIDES (2 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.


5. CINÈTICA QUÍMICA (3 h)

5.1. Velocitat de reacció.
5.2. Ordre de reacció i molecularitat.
5.3. Teoria de l'estat de transició.
5.4. Factors que afecten a la velocitat de reacció.
5.5. Equació d'Arrhenius.
5.6. Catàlisi i biocatalitzadors.


6. EQUILIBRI QUÍMIC (4 h)

6.1. Constant d'equilibri i característiques.
6.2. Relació Kc i Kp.
6.3. Energia lliure i constant d'equilibri.
6.4. Llei de Le Châtelier.
6.5. Factors que afecten a l'equilibri químic.
6.6. Equilibris heterogenis.


7. ÀCIDS I BASES (10 h)

7.1. Evolució dels conceptes àcid i base. Amfòters.
7.2. Força dels àcids i de les bases.
7.3. Constant d'ionització.
7.4. Ionització de l'aigua.
7.5. Conceptes de pH i pOH.
7.6. Efecte de l'ió comú.
7.7. Hidròlisi.
7.8. Solucions tampons o reguladores de pH.
7.9. Indicadors.


8. SOLUBILITAT I PRECIPITACIÓ (3 h)

8.1. Equilibri de solubilitat de sals poc solubles.
8.2. Solubilitat i constant de producte de solubilitat.
8.3. Efecte de l'ió comú.
8.4. Dissolució de precipitats.


9. ELECTROQUÍMICA: REACCIONS REDOX I ELECTRÒLISI (8 h)

9.1. Reaccions d'oxidació-reducció. Conceptes oxidant i reductor.
9.2. Potencial normal i sèrie electromotriu.
9.3. Equació de Nernst.
9.4. Piles comercials i de concentració.
9.5. Acumuladors.
9.6. Electròlisi.
9.7. Aplicacions electroquímiques.



ANÀLISI QUÍMICA BÀSICA:



10. QUÍMICA ANALÍTICA (6 h)

10.1. Objectius.
10.2. Etapes d'un procés analític.
10.3. Operacions i tècniques en anàlisi química.
10.4. Expressió de resultats: exactitud i precisió.


11. MÈTODES GRAVIMÈTRICS (2 h)

11.1. Fonament i classificació dels mètodes gravimètrics.
11.2. Operacions.
11.3. Aplicacions.


12. MÈTODES VOLUMÈTRICS (1 h)

12.1. Fonament i classificació dels mètodes volumètrics.
12.2. Patrons: preparació i titulació.
12.3. Corbes de valoració.
12.4. Punt final i punt d'equivalència.
12.5. Indicadors.


13. VOLUMETRIES ÀCID-BASE (4 h)

13.1. Reactius i indicadors.
13.2. Aplicacions.


14. VOLUMETRIES DE FORMACIÓ DE COMPLEXES (2 h)

14.1. Reaccions de formació de complexes.
14.2. Reactius i indicadors.
14.3. Aplicacions.


15. VOLUMETRIES DE PRECIPITACIÓ (2 h)

15.1. Reaccions de precipitació.
15.2. Mètode de Mohr i Volhard.
15.3. Aplicacions.


16. VOLUMETRIES REDOX (3 h)

16.1. Reaccions d'oxidació-reducció.
16.2. Reactius i indicadors.
16.3. Aplicacions.



ANÀLISI QUÍMICA INSTRUMENTAL:



17. MÈTODES ELECTROMÈTRICS (2 h)

17.1. Fonament dels mètodes electromètrics.
17.2. Tipus d'elèctrodes: elèctrode de pH, conductivitat i elèctrodes selectius.


18. MÈTODES ESPECTROMÈTRICS (7 h)

18.1. Radiació electromagnètica.
18.2. Classificació de les tècniques analítiques segons la regió de l'espectre.
18.3. Absorsió i emissió de radiació.
18.4. Llei de Beer-Lambert i les seves limitacions.
18.5. Espectroscòpia molecular i atòmica.
18.6. Instruments.
18.7. Aplicacions i mètodes de quantificació.


19. MÈTODES CROMATOGRÀFICS (6 h)

19.1. Fonaments de la separació.
19.2. Classificació dels mètodes cromatogràfics.
19.3. Cromatografia de gas i de líquids.
19.4. Instruments.
19.5. Aplicacions i mètodes de quantificació.



QUÍMICA ORGÀNICA:



20. QUÍMICA ORGÀNICA: QUÍMICA DEL CARBONI (6 h)

20.1. Enllaç químic en els compostos orgànics.
20.2. Hibridació d'orbitals.
20.3. Enllaços tipus sigma i pi. Enllaços múltiples.
20.4. Altres conceptes bàsics referents a l'estructura i enllaç.
20.5. Models moleculars i representacions de les molècules orgàniques.
20.6. Grups funcionals.


21. ISOMERIA (6 h)

21.1. Concepte d'isomeria.
21.2. Isomeria estructural: esquelet, posició i funció.
21.3. Isomeria espacial o estereoisomeria: geomètrica i òptica.
21.4. Mescles racèmiques, diastereoisòmers i formes meso.


22. HIDROCARBURS ALIFÀTICS (3 h)

22.1. El petroli: font d'hidrocarburs.
22.2. Alcans i cicloalcans. Nomenclatura i propietats.
22.3. Reaccions característiques dels hidrocarburs saturats.
22.4. Alquens, alquins i cicles. Nomenclatura i propietats.
22.5. Reaccions característiques dels hidrocarburs insaturats.


23. HIDROCARBURS AROMÀTICS (3 h)

23.1. Concepte d'aromaticitat.
23.2. El benzè: formes ressonants. Nomenclatura i propietats.
23.3. Reaccions característiques.
23.4. Compostos aromàtics heterocíclics.
24.5. Derivats del benzè d'importància industrial i biològica.


24. DERIVATS HALOGENATS (1 h)

24.1. Nomenclatura i propietats.
24.2. Reaccions característiques.
24.3. Hidrocarburs halogenats d'interès.


25. GRUPS FUNCIONALS (7 h)

25.1. Alcohols, fenols i èters.
25.2. Aldehids i cetones.
25.3. Àcids carboxílics, esters, amides i anhídrids.
25.4. Amines i nitrils.
25.5. Nomenclatura i propietats.
25.6. Reaccions característiques.


26. PRODUCTES ORGÀNICS D'INTERÈS EN BIOQUÍMICA I EN INDÚSTRIES AGROALIMENTÀRIES (4 h)
 
Bibliografia  


Química general:

Teoria:
· CHANG: Química. Ed. McGraw-Hill (2003).
· DICKERSON, GRAY i HAIGHT: Principios de Química. Ed. Reverté (1992).
· MASTERTON, SLOWINSKI i STANITSKI: Química general superior. Ed. Interamericana-
McGraw-Hill (1990).
· PETRUCCI I HARDWOOD: Química General. Ed. Prentice Hall(1999).
. SILBERBERG: Química. Ed. McGraw-Hill (2002).
· WHITTEN, DAVIS i PECK: Química general. Ed. McGraw-Hill (1998).

Problemes i formulació:
· BERMEJO i PAZ: Problemas de Química general y sus fundamentos teóricos. Ed. Dossat
(1990).
· IBARZ: Problemas de Química general. Ed. Marín (1991).
· PETERSON: Formulación i nomenclatura en Química inorgánica. Ed. Eunibar (1996).
. RUBINSON i RUBINSON: Química analítica contemporánea Ed. Prentice Hall (2000) · 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 Química general. Ed. Paraninfo (1990).


Anàlisi química bàsica i instrumental:

· SKOOG-WEST: Química analítica.Ed. McGraw-Hill
(2001).
· CASAS SABATA: Anàlisi instrumental. Edicions UPC (1994).
· PEARSON: Técnicas de laboratorio para el análisis de alimentos. Ed. Acribia S.A.
(1986).

Química orgànica:

. FOX i WHITESELL: Química orgánica Ed. Addison Wesley (2000)
· 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 (1995).
· 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)

Material docent:


· Col·lecció de problemes.
· Manual de pràctiques de laboratori.

 
Mètodes docents  

Classes de 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 alliberatori.
 
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