Programa
sintético:
Sistemas
materiales
Notación. Cantidad de sustancia
Estructura de la materia
Fuerzas intermoleculares
Termodinámica química
Estados de agregación de la materia
Soluciones
Soluciones diluidas
Dispersiones coloidales
Equilibrio químico
Cinética química
Equilibrio en solución
Electroquímica y pilas
Introducción a la química inorgánica
Introducción a la química orgánica
Introducción al estudio del problema de residuos y efluentes
Programa
analítico:
Unidad
Temática 1: Sistemas Materiales
Sistemas
materiales. Propiedades intensivas y extensivas. Sistema homogéneo,
heterogéneo e inhomogéneo; concepto de variables de estado.
Estados físicos o de agregación y nombres de los cambios.
Dispersiones groseras; clasificación y ejemplos según el
estado de agregación.Coloides: Noción. Criterio de heterogeneidad.Breve
descripción de sedimentación, centrifugación, decantación,
filtración, separación magnética, tamizado, etc.
Propiedades aprovechadas para efectuar estas separaciones.
Soluciones. Clasificación; criterio experimental para distinguir
solución de sustancia pura. Fraccionamiento por destilación,
cristalización y extracción por solventes.
Sustancia pura. Sustancia simple y compuesta.. Elemento. Leyes de los
cambios de estado de agregación. Cambios físicos y quimicos.
Unidad
Temática 2: Estructura Atómica
Estructura atómica. Número atómico y número
de masa. Isótopos. Comparación entre diámetro atómico
y nuclear. Masa y carga del protón, neutrón y electrón.
Masa atómica. Unidad de masa atómica (uma), masa atómica
relativa, masa molecular relativa , masa atómica absoluta. Equivalencia
de la uma con el gramo. Comparación entre masa atómica y
nuclear.
Cantidad mínima de sustancia; moléculas y otras unidades
mínimas. Significado conceptual de las fórmulas. Masa de
la unidad mínima de una sustanccia no formada por moléculas.
Unidad mol del Sistema Internacional y Sistema Métrico Legal Argentino;
constante de Avogadro; Ley de Avogrado: Volumen molar y Volumen molar
normal. Ley de Lavoisier de conservación de la masa y de Einstein
de la materia y energía. Ley de las proporciones definidas de Proust.
Balanceo de ecuaciones por tanteo y por método algebraico.
Cálculos estequimetricos con masas, volúmenes y número
de moles. Reactivo limitante. Pureza de reactivos y rendimiento de las
reacciones.
Unidad Temática 3: Gases
Gases. Descripción cinético-molecular del estado
gaseoso y correlación con las propiedades presión, temperatura,
volumen, densidad, miscibilidad y compresibilidad de los gases. Punto
crítico; isoterma crítica.
Gases ideales. Ecuación de estado y Ecuación general. Ley
de las presiones parciales de Dalton y ley de la difusión de Graham.
Gases reales. Desviación del comportamiento ideal. Ecuación
de van der Waals.
Cálculos estequiométricos.
Unidad
Temática 4: Estructura Electrónica
Estructura electrónica. Razón de su estudio en química.
Modelos atómicos. Espectros. Cuantos. Dualidad onda-partícula.
Principio de incertidumbre; concepto probabilístico de distribución
de electrones. Orbital. Significados de los números cuánticos
n, l, m y s. Orden de llenado; niveles y subniveles de energía;
regla de las diagonales. Principio de exclusión de Pauli y Regla
de Hund. Configuración electrónica de los átomos
en orbitales y casilleros.
Tabla periódica. Ley periódica moderna. Configuración
electrónica de valencia; bloques s, p, d, f. Tendencias del radio
atómico, potencial de ionización y afinidad electrónica
en grupos y períodos; características de los elementos metálicos,
no metálicos, semimetálicos e inertes.
Unidad
Temática 5: Uniones Químicas
Modelo atómico orbital del enlace. Regla del octeto. Escala de
electronegatividades de Pauling. Unión covalente simple, doble,
triple y coordinada. Unión covalente polar y no polar.
Ejemplos de uniones covalentes en moléculas y en redes de átomos.
Red covalente. Notación de Lewis.
Fuerzas de cohesión intermolecular por dipolos permanentes, puentes
hidrógeno y dipolos temporarios. Redes moleculares. Unión
iónica; red iónica. Unión metálica; red metálica.
Origen de la repulsión interna en los cuerpos; significado de la
temperatura; agitación térmica; concepto del cero absoluto.
Existencia de las sustancias como cuerpo sólido, líquido
o gaseoso según predomine la cohesión o la repulsión
internas.
Escritura de fórmulas. Número de oxidación. Nomenclatura
tradicional y sistemática de Stock de óxidos, ácidos,
hidróxidos y sales sencillas. Mínimo número de fórmulas
de química del carbono para ilustrar la diversidad de cadenas,
funciones e isomería.
Unidad
Temática 6: Líquidos - Sólidos - Diagrama de fases
Líquidos.
Descripción de su estructura interna. Presión de vapor;
punto de ebullición; calor latente de vaporización. Viscosidad.
Tensión superficial.
Sólidos. Descripción de su estructura interna: amorfos y
cristalinos. Cohesión interna y puntos de fusión comparativos
de los sólidos moleculares, covalentes, iónicos y metálicos.
Calor latente de fusión. Presión de vapor del sólido;
punto de sublimación; calor latente de sublimación.
Diagrama de fases de una sustancia. Punto triple. Gráficos presión-temperatura
del agua y del dióxido de carbono. Su interpretación.
Unidad
Temática 7: Soluciones
Soluciones gaseosas, líquidas y sólidas. Composición
y concentración: % m/m, % m/v, % v/v, molaridad, molalidad y fracción
molar. Soluciones no saturadas, saturadas y sobresaturadas. Curva de solubilidad
de sólidos en líquidos. Soluciones de gases en líquidos:
ley de Henry. Ley de distribución.
Propiedades coligativas. Descenso de la presión de vapor; ley de
Raoult. Descenso crioscópico; anticongelantes. Ascenso ebulloscópico.
Presión osmótica. Aplicaciones.
Electrolitos y no electrolitos; teoría de Arrhenius; conductividad
electrolítica. Grado de disociación; electrolitos fuertes
y débiles; mención del efecto de la disociación de
los electrolitos sobre las propiedades coligativas. Neutralización;
equivalente gramo; normalidad de soluciones.
Unidad Temática 8: Cinética Química
Definición de velocidad de reacción; curva de concentraciones
de reactivos y productos en función del tiempo; velocidad media;
velocidad instantánea. Rango: desde infinitamente lentas (H2 con
O2 a temperatura ambiente), hasta las deflagraciones.
Expresión genérica de la velocidad instantánea en
función de las concentraciones. Velocidad específica; efecto
de la temperatura; nociones de catálisis.
Reacciones totales y reversibles. Equilibrio molecular; constante de equilibrio
en término de concentraciones molares. Perturbación del
equilibrio; principio de Le Chatelier - Braun; noción de reacción
exotérmica y endotérmica. Comparación del cociente
de reacción Q vs. la constante de equilibrio Kc y Kp.
Equilibrio iónico. Kw, Ka y Kb; pH y pOH. Hidrólisis.
Unidad
Temática 9: Introducción a la Química Inorgánica
Reacciones redox: Ejemplos de química inorgánica y combustiones.
Método del ion-electrón para balancear ecuaciones redox
en medio acuoso.
Potenciales patrón de reducción y oxidación; reacciones
espontáneas y no espontáneas. Pilas. Cálculo de f.e.m
en condición patrón; mención del efecto de las concentraciones
y de la temperatura. Descripción y ecuaciones de la pila de Daniell
y acumulador de plomo; descripción de la pila de Leclanché.
Otras pilas.
Electrólisis; carga del electrón ; carga de 1 mol de electrones,
constante de Faraday. Cálculos estequiométricos con lectura
de las semiecuaciones; cantidad de electricidad circulada a partir del
número de moles de electrones intercambiados; correlación
con la ex-presión final de las leyes de Faraday. Obtención
de aluminio. Refinación del cobre.
Nociones sobre corrosión y protección metálica.
Unidad
Temática 10: Termoquímica
Entalpía.Ecuaciones
termoquímicas. Leyes de la Termoquímica. Cálculo
del calor de una combustión y otra reacción sencilla, usando
los datos de la tabla estándar de entalpías de formación.
Concepto de poder calorífico superior e inferior de combustibles.
Unidad
Temática 11: Resíduos y Efluentes
Agua.
Clasificación según procedencia. Aguas duras. Ablandamiento.
Agua potable. Nociones sobre contaminación microbiana.
Nociones
sobre: Tratamiento de efluentes. Agujero de ozono. Efecto invernadero.
Contaminación ambiental: monóxido de carbono. Oxidos de
nitrógeno. Desechos peligrosos. Lluvia ácida
Bibliografía:
Cada
uno de los textos que se detallan a continuación cubren el programa
completo.
K.
W. Whitten, Davis y Peck: Química General
Raymond Chang: Química
Atkins: Química General
Mahan y Myers: Química, Curso Universitario
Masterton y Otros: Química General Superior
Keenan, Kleinfelter y Wood: Química General Universitaria
Sienko Plane: Química Teórica y Descriptiva
Angelini y otros: Temas de Química General. EUDEBA.
Fundación para el Libro Tecnológico: Química General
y Aplicada.
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