Universitat de Girona

Programa de l'assignatura

Curs 2004-05

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 Química.

 
Prerrequisits  

Obligatoris: cap
Recomanats: cap
 
Contingut (Programa)  

QUÍMICA GENERAL:


1. DISSOLUCIONS (4 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. 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 :


10. EL PROCÉS ANALÍTIC (8 h)


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

11. MÈTODES GRAVIMÈTRICS (2 h)


11.1. Operacions de l´anàlisi gravimètrica.
11.2. Aplicacions. Determinació d´humitat.

12. MÈTODES VOLUMÈTRICS (12 h)


12.1. Titulació o estandardització. Patrons.
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.

15. MÈTODES CROMATOGRÀFICS. AUTOMATITZACIÓ D'ANÀLISIS (4 h)


15.1. Fonaments del mètode.
15.2. Cromatografia plana.
15.3. Tècniques instrumentals de cromatografia. Aplicacions.
15.4. Càlcul de resultats.
15.5. Electroforesi capil·lar.
15.6. Automatització de tècniques de preparació de mostra, separació i mesura. Autoanalitzadors.

16. ANÀLISI DE PLANTA I FRUIT (1 h)


16.1. Fonament fisiològic de l’anàlisi foliar.
16.2. Presa i preparació de mostra.
16.3. Digestió via seca i humida.
16.4. Determinacions.
16.5. Anàlisi de fruits.
16.8. Determinacions.

17. ANÀLISI D'AIGÜES I DISSOLUCIONS NUTRITIVES (1 h)


17.1. Paràmetres importants en l´estudi d´aigua per a reg agrícola.
17.2. Paràmetres importants en estudis de potabilitat.
17.3. Contaminants en aigües residuals.


QUÍMICA ORGÀNICA:


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

18.1. Enllaç químic en els compostos orgànics.
18.2. Hibridació d'orbitals.
18.3. Enllaços tipus sigma i pi. Enllaços múltiples.
18.4. Altres conceptes bàsics referents a l'estructura i enllaç.
18.5. Models moleculars i representacions de les molècules orgàniques.
18.6. Grups funcionals.

19. ISOMERIA (6 h)

19.1. Concepte d'isomeria.
19.2. Isomeria estructural: esquelet, posició i funció.
19.3. Isomeria espacial o estereoisomeria: geomètrica i òptica.
19.4. Mescles racèmiques, diastereoisòmers i formes meso.

20. HIDROCARBURS ALIFÀTICS (3 h)

20.1. El petroli: font d'hidrocarburs.
20.2. Alcans i cicloalcans. Nomenclatura i propietats.
20.3. Reaccions característiques dels hidrocarburs saturats.
20.4. Alquens, alquins i cicles. Nomenclatura i propietats.
20.5. Reaccions característiques dels hidrocarburs insaturats.

21. HIDROCARBURS AROMÀTICS (3 h)

21.1. Concepte d'aromaticitat.
21.2. El benzè: formes ressonants. Nomenclatura i propietats.
21.3. Reaccions característiques.
21.4. Compostos aromàtics heterocíclics.
21.5. Derivats del benzè d'importància industrial i biològica.

22. DERIVATS HALOGENATS (1 h)

22.1. Nomenclatura i propietats.
22.2. Reaccions característiques.
22.3. Hidrocarburs halogenats d'interès.

23. GRUPS FUNCIONALS (7 h)

23.1. Alcohols, fenols i èters.
23.2. Aldehids i cetones.
23.3. Àcids carboxílics, esters, amides i anhídrids.
23.4. Amines i nitrils.
23.5. Nomenclatura i propietats.
23.6. Reaccions característiques.

24. PRODUCTES ORGÀNICS D'INTERÈS EN BIOQUÍMICA I EN AGRICULTURA (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).
. ROSENBERG i EPSTEIN: Química general. Ed. McGraw-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 Química general. Ed. Paraninfo (1990).


ANÀLISI QUÍMICA BÀSICA I INSTRUMENTAL:

 

. ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMIST (AOAC): Official Methods of Analysis (2000).

· CASAS SABATA: Anàlisi instrumental. Edicions UPC (1994).

. HARRIS: Análisis químico cuantitativo. Ed. Reverté (2001).

. JIMÉNEZ DE RIDDER, PUJOLÀ i SOLIVA: Exercicis d’anàlisi química agrícola. Ed. Escola Superior d’Agricultura de Barcelona (2002).

. M.A.P.A.: Métodos oficiales de análisis. Ministerio de agricultura, pesca y alimentación (1993-1994).
· PEARSON: Técnicas de laboratorio para el análisis de alimentos. Ed. Acribia (1976).
. RUBINSON i RUBINSON: Química analítica contemporánea. Ed. Prentice Hall (2000).

· SKOOG-WEST: Química analítica. Ed. McGraw-Hill (2001).

 


QUÍMICA ORGÀNICA:

. FOX i WHITESELL: Química orgánica Ed.
Addison Wesley (2000).
· MORRISON i BOYD: Química Orgánica. Ed. Addison Wesley (1990).
· PETERSON: Formulación y nomenclatura en Química Orgánica. Ed. Edunsa (1987).
· 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.

. Apunts i esquemes d’alguns temes.

 
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