El programa es pot subdividir en tres grans blocs:
I - Termodinàmica Química i Equilibri.
II- Equilibris Iònics (Química de l'aigua).
III- Cinètica Química i Fotoquímica.
IV- Introducció a l'anàlisi inorgànica i orgànica.
En el primer bloc, s'estudiaran els canvis d'energia associats a les
reaccions químiques (Termoquímica) i la noció d'energia
lliure de Gibbs com a criteri d'evolució i equilibri. El tractament
termodinàmic també s'estendrà a l'estudi de les dissolucions
líquides de no electròlits. Una vegada els alumnes han après
a realitzar una anàlisi termodinàmica de les reaccions químiques
que permet fer prediccions respecte l'evolució dels sistemes i la
posició de l'equilibri, s’estudiarà l’equilibri de les dissolucions
iòniques en medi aquós (Bloc II). S'iniciarà amb un
tema d'introducció i continuarà amb una sèrie de temes
referents als diferents tipus d'equilibris en solució. Finalment
és necessari conèixer la velocitat amb què s'arriba
a l’equilibri. Tots aquests conceptes s'introdueixen en els temes corresponents
a la Cinètica Química (Bloc III). Finalment, al Bloc IV es farà una introducció a l'anàlisi inorgànica i orgànica. En el conjunt de temes,
els exemples que s’explicaran per facilitar la comprensió dels
conceptes estudiats seran relatius al medi ambient.
Bloc I.- Termodinàmica i Equilibri.
1.- Nocions preliminars de Termodinàmica. Principis de la Termodinàmica.
Termoquímica. Llei de Hess. Energia lliure de Gibbs. Relació
de l'energia lliure de Gibbs i l'estat d'equilibri.
2.- Equilibri Químic. Constant d'equilibri. Concepte d'activitat.
Relació entre Kp, Kc i Kx. Factors que afecten l'equilibri: Principi
de Le Chatelier. Variació de la constant d'equilibri amb la temperatura:
Equació de Vant'Hoff.
Bloc II.- Equilibris Iònics en dissolució (Química
de l'aigua).
3.- Introducció a la química de les dissolucions aquoses.
Equilibris iònics en dissolucions aquoses: Reaccions àcid-base,
reaccions de precipitació i reaccions d'oxidació-reducció.
4.- Equilibris de transferència de protons. Concepte d'àcid
i de base: teoria d'Arrhenius i teoria de Brönsted-Lowry. Força
d'àcids i de bases. Escala de pKa. Autoionització de l'aigua.
Definició i mesura del pH.
5.-Càlcul del pH. Càlcul del pH de dissolucions d'àcids
i bases forts. Càlcul del pH de dissolucions d'àcids i bases
febles. Dissociació de les sals. Càlcul del pH de dissolucions
de sals. Dissolucions reguladores del pH. Valoracions àcid-base.
6.- Solubilitat i complexació. Solubilitat i producte de solubilitat.
Factors que afecten la solubilitat: efecte de l'ió comú,
pH, complexació , temperatura i força iònica. Aplicacions
i càlculs. Equilibris de complexació. Definicions. Nomenclatura
dels complexos. Estructura i estabilitat. Influència del pH. Aplicacions.
7.- Reaccions de transferència d'electrons. Grau d'oxidació.
Igualació de reaccions redox.
8.- Piles electroquímiques. Elements que formen la pila. Notació
i convenis de signes. Potencials normals de reducció. Tipus de piles.
Mesura de la f.e.m. d'una pila. Equació de Nernst. Relació
amb la constant d'equilibri de la reacció.
9.- Electròlisi. Lleis de Faraday. Corrosió. Problemes
ambientals associats als processos electrolítics.
Bloc III.- Cinètica Química i Fotoquímica.
10.- Introducció a la cinètica de les reaccions químiques.
Velocitat de reacció. Llei de velocitat. L'equació de velocitat.
Ordre de reacció i llei de velocitat. Temps de semireacció.
Reaccions de primer ordre. Reaccions de segon ordre. Tècniques per
a determinar l'ordre de reacció.
11.- Mecanismes de reacció. Processos unimoleculars, bimoleculars
i trimoleculars. Els processos per etapes. Modificació de la velocitat
de les reaccions. Els catalitzadors.
12.- Fotoquímica. Propietats de la radiació electromagnètica.
Introducció a la Fotoquímica. Reaccions catalitzades per
la llum: formació de radicals. Reaccions en cadena. Fotosíntesis
en les plantes.
Bloc IV.- Introducció a l'anàlisi inorgànica i orgànica.
13.- El procediment analític. Etapes. Presa de mostra i conservació
de la mostra. Anàlisi qualitativa i quantitativa. Anàlisi qualitativa
inorgànica: separació i identificació de cations. Anàlisi orgànica:
identificació de grups funcionals. Anàlisi quantitativa: mètodes clàssics
i mètodes instrumentals. Volumetries i gravimetries.1.- Estudi Qualitatiu de l'equilibri àcid-base. Força
dels àcids i de les bases. Hidròlisi de les sals. Mesura
del pH de diferentes substàncies d'us quotidià.
2.- Valoracions àcid-base. Indicadors: extracció d'un
indicador natural. Determinació del pH del punt d'equivalència.
Elecció de l'indicador. Anàlisi Quantitativa: Determinació del contingut en àcid
acètic d'un vinagre comercial.
3.- Observació i descripció de les Reaccions Químiques.
Reaccions de precipitació. Formació de complexos. Reaccions
d'oxidació-reducció.
4.- Anàlisi Química Qualitativa. Separació de grups
d'ions (anions i cations). Reaccions d'identificació. Anàlisi
orgànica.