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Grado en Ingeniería Química

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Laboratorio de Química I

Código asignatura
GIQUIM02-2-003
Curso
Segundo
Temporalidad
Primer Semestre
Materia
Química (M. Fundamental)
Carácter
Obligatoria
Créditos
6
Pertenece al itinerario Bilingüe
No
Actividades
  • Prácticas de Laboratorio (75 Horas)
  • Clases Expositivas (7 Horas)
  • Prácticas de Aula/Semina (7 Horas)
Guía docente

El Laboratorio de Química I (LQI) es la primera asignatura experimental de la materia Química dentro del módulo Fundamental del Grado en Ingeniería Química. Es una asignatura de 6 ECTS que se imparte en el primer semestre del segundo curso de la titulación, en la que la docencia es compartida por las áreas de conocimiento de Química Física y Química Inorgánica. Por tratarse de la primera asignatura experimental de la titulación que se desarrolla en un laboratorio de Química, su impartición persigue que el alumno/a adquiera las competencias y habilidades básicas del trabajo en el laboratorio de Química. En particular, que: i) conozca y maneje con soltura el material de laboratorio; ii) gestione de forma adecuada los residuos generados durante el trabajo en el laboratorio; iii) trabaje en grupo, iv) ponga en práctica, dentro del laboratorio, las competencias y los resultados de aprendizaje adquiridos en las asignaturas Química Inorgánica y Química Física, del primer curso de la titulación, con las que tiene una relación directa, tanto en lo relativo a competencias de conocimiento como a requisitos administrativos.

De forma menos directa, pero no menos importante, el LQI también se relaciona con otras asignaturas del Módulo Básico de la titulación pertenecientes a las materias de Matemáticas, Física e Informática.

Desde el punto de vista organizativo, las prácticas se realizan durante días consecutivos. Dado que los contenidos de las dos partes de la asignatura son independientes, los alumnos/as se distribuirán en dos grupos (PL1 y PL2) para cursar la asignatura.

Los profesores Enrique Pérez Carreño y Yoana Fernández Pulido, del Área de Química Física del Departamento de Química Física y Analítica, serán los responsables de impartir la docencia en el laboratorio de Química Física. El profesor Ignacio del Río Calvo, del Área de Química Inorgánica del Departamento de Química Orgánica e Inorgánica, será el responsable de impartir la totalidad de la docencia asignada al Área de Química Inorgánica.

Para cursar LQI es necesario haber superado las asignaturas Química Física y Química Inorgánica, ambas del primer curso del Grado en Ingeniería Química. Asimismo, es recomendable que los alumnos/as hayan adquirido las competencias básicas de las asignaturas del primer curso relacionadas con las materias de Matemáticas, Física e Informática.

Desde el punto de vista material, los alumnos/as deben de personarse en las sesiones de laboratorio con los guiones de prácticas, la bata de laboratorio, las gafas de seguridad y el cuaderno de notas. No se permitirá la entrada en el laboratorio sin alguno de estos elementos. Además, es recomendable tener una espátula y unas pinzas.

COMPETENCIAS GENERALES:

CG1(i): Demostrar capacidad de análisis y síntesis.

CG2 (i): Capacidad para organizar y planificar la formulación y resolución de problemas de carácter investigador o productivo.

CG3 (i):  Comprender y hacerse comprender de forma oral y escrita en la propia lengua y capacidad para elaborar, presentar y defender informes, tanto de forma escrita como oral.

CG5 (i): Capacidad de obtener, gestionar y almacenar de forma ordenada información relevante en el campo de la Química.

CG9 (p): Capacidad para trabajar sólo o en grupo.

CG12 (p):  Capacidad para las relaciones interpersonales, con reconocimiento de la diversidad y, posiblemente, de la multiculturalidad de las mismas. Capacidad para comunicarse con personas no expertas.

CG13 (p): Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento  critico y de comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Ingeniería Química.

CG14 (s):  Tener capacidad para el aprendizaje autónomo.

CG15 (s): Capacidad para el estudio, la investigación y el desarrollo científico y tecnológico en el ámbito de la Ingeniería Química, de forma creativa y continua.

CG18 (s): Capacidad para implantar un entorno que premie la iniciativa y el espíritu emprendedor.

CG20 (s): Conocer materias básicas y tecnológicas que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías y le dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:

CE1 (a): Capacidad para interiorizar, por vía de comprensión crítica, los conceptos fundamentales de las ciencias básicas experimentales e incorporarlos de forma fluida al pensamiento crítico y experto, fuera y dentro del ámbito del trabajo.

CE3 (a): Conocimientos de termodinámica aplicada y transmisión de calor: Principios básicos y su aplicación a la resolución de problemas de ingeniería. Leyes generales de la Termodinámica y Cinéticas Física y Química, para establecer los modelos matemáticos que controlan las relaciones de equilibrio y de velocidad de los procesos.

CE5 (a): Capacidad para aplicar conocimientos básicos de Matemáticas, Física y Química a la creación de un cuerpo de doctrina, la Ingeniería Química, que permita la resolución de problemas planteados en la Industria de Procesos.

CE6 (a): Capacidad para aplicar los principios y procedimientos utilizados en el análisis químico,para la determinación, identificación y caracterización de compuestos químicos.

CE14(a): Conocer y aplicar los principios de Electroquímica.

CE28 (p): Capacidad para concebir, modelizar y diseñar transformaciones físicas y químicas de interés práctico en el laboratorio y en la industria.

CE33 (p): Capacidad para implementar buenas prácticas de medida y experimentación.

Los objetivos planteados se traducen en los siguientes RESULTADOS DE APRENDIZAJE:

RLQI1: Manipular con seguridad reactivos, instrumentos y dispositivos químicos y realizar procedimientos  estándares de laboratorio analíticos y sintéticos.

RLQI2: Monitorizar mediante la observación y medida de las propiedades químicas, sucesos o cambios  recopilando la información adecuada.

RLQI3: Utilizar instrumentación estándar para identificación, cuantificación, separación y determinación estructural aplicada a distintas disciplinas.

RLQI4:  Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas de laboratorio en términos de significado y la teoría que soporta.

RLQI5: Elaborar y presentar correctamente un informe, tanto de forma oral como escrita.

De manera específica al finalizar la asignatura el estudiante debe ser capaz de:

  1. Reconocer los elementos de higiene y seguridad relativos al laboratorio. Identificar los residuos generados, interpretar los riesgos asociados a los mismos y utilizar los recursos disponibles para su recogida.
  2. Reconocer y manejar adecuadamente el material a utilizar en las experiencias del laboratorio.
  3. Realizar prácticas de laboratorio con rigor en el procedimiento operativo y en la obtención de datos.
  4. Realizar medidas mediante el uso de las técnicas instrumentales adecuadas.
  5. Manejar programas informáticos.
  6. Expresar adecuadamente los resultados experimentales obtenidos y criticar la calidad de los mismos.
  7. Elaborar y presentar correctamente un informe.
  8. Demostrar conocimiento y comprensión de los conceptos y leyes relacionados con la Química Inorgánica y la  Química Física.
  9. Comprender y utilizar la información bibliográfica.

Las prácticas de laboratorio estarán basadas en los siguientes contenidos:

ÁREA DE QUÍMICA INORGÁNICA:

Introducción al laboratorio. Normas generales. Normas de seguridad. Material  de laboratorio.

Estudio experimental de propiedades químicas de elementos y compuestos: Estudio experimental del poder reductor relativo de los metales Na, Zn, Cu y Al. Estudio experimental de las propiedades oxido-reductoras relativas de las especies X2, X- y XO3- (X = Cl, Br, I).

Síntesis y caracterización físico-química de compuestos inorgánicos: Recristalización de sulfato de cobre(II) pentahidratado. Preparación de gel de sílice. Síntesis y caracterización química y espectroscópica (FTIR) de tiosulfato de sodio  pentahidratado. Obtención de sulfato de hierro(II) heptahidratado. Determinación del contenido en calcio de una caliza. Preparación de hidrogenocarbonato de sodio mediante el proceso Solvay. Obtención de una corriente de cloro. Síntesis de (NH4)2[SnCl6] a partir de estaño.

ÁREA DE QUÍMICA FÍSICA:

Conceptos básicos. Termodinámica y cinética de las reacciones químicas.

Disoluciones y equilibrios de fases. Determinación de la composición de disoluciones. Magnitudes molares parciales. Determinación de volúmenes molares parciales. Disoluciones electrolíticas y no electrolíticas. Propiedades coligativas.

Equilibrios químico y electroquímico. La constante de equilibrio. Equilibrios iónicos en disoluciones acuosas. Determinación de constantes de equilibrio por potenciometría y espectrofotometría. Calorimetría.

La presencialidad, relación entre el número de horas presenciales y el número de horas totales de la asignatura, es del 60%. Las actividades formativas presenciales constan de: (i) seminarios, PA (7 horas), (ii) prácticas de laboratorio, PL (75 horas) y (iii) examen, SE (8 horas). Este número de horas totales de cada actividad se reparte entre las dos áreas de conocimiento a partes iguales. 

En los seminarios, el profesor expondrá el fundamento teórico de las prácticas y su relación con las operaciones experimentales a realizar.

En el laboratorio, antes de comenzar las prácticas, el profesor recordará las principales normas de seguridad a tener en cuenta. La metodología utilizada en las prácticas de laboratorio se basa en el trabajo individual y en grupo dentro del mismo. En cada práctica se seguirán los siguientes pasos: (1) estudio por parte del estudiante del guión de la práctica que se le ha proporcionado; (2) explicación de la práctica por parte del profesor, con indicación de las precauciones de seguridad a tener en cuenta, y discusión entre el profesor y los estudiantes de los conceptos teóricos más importantes o de mayor dificultad, y de los aspectos operativos; (3) desarrollo de la parte experimental de la práctica por parte de los estudiantes con un seguimiento constante por parte del profesor; (4) análisis de los resultados obtenidos, realización de los cálculos necesarios, construcción de las tablas y/o gráficas relevantes, comparación con la información bibliográfica y extracción de conclusiones, por parte del estudiante; (5) elaboración de un informe en el que el estudiante recoge, en el propio laboratorio, el trabajo realizado, los resultados y conclusiones obtenidos, etc. Al final de cada práctica se llevará a cabo una recapitulación y una discusión en grupo de los aspectos más relevantes de la misma.

Para cada área de conocimiento, la planificación temporal de las actividades se detalla a continuación, indicando el número de horas de cada actividad presencial y no presencial asociadas a cada uno de los temas que configuran los contenidos de la asignatura:

Tema                                       Actividad→

PA

 PL

SE

Presencial

Trabajo individual

Trabajo en grupo

No presencial

Total de cada tema

Información sobre las prácticas a realizar

3,5

     3,5

         1,5

       1,5             5

Normas de seguridad

 

 1,5

     1,5

         0,5       0,5             2

Práctica 1

 

 12

     12

         4,5

          2

       6,5           18,5

Práctica 2

  12

     12

         4,5

          2

       6,5           18,5

Práctica 3

 

 12

     12

         4,5

          2

       6,5           18,5

Examen teórico

 

 4

      4

         8,5

       8,5           12,5

Total de cada actividad

3,5

37,5

 4

     45

         24

          6

        30

       75

Convocatoria ordinaria.

La asistencia a los seminarios y a las sesiones de laboratorio es obligatoria. La calificación de la convocatoria ordinaria estará basada en los siguientes aspectos: (1) evaluación continua, en el propio laboratorio, de las siguientes actividades (cuya ponderación en la calificación final se indica entre paréntesis): (1a) trabajo del estudiante en el laboratorio (30%) (1b) informe escrito del trabajo experimental realizado (20%) (1c) exposiciones y respuestas orales (10%). En (1a) se valorará el interés, la atención, la participación activa del estudiante en la realización de las prácticas, así como los resultados obtenidos en las mismas. En (1b) se valorará la calidad de los informes escritos presentados. En (1c) se valorará la calidad de las respuestas a las cuestiones planteadas por el profesor. (2) Examen escrito (con una ponderación del 40% en la calificación final), en el que se valorará el dominio por el estudiante de los conceptos teóricos y de los cálculos necesarios para la obtención y expresión de los resultados de las prácticas. El examen escrito incluirá preguntas relacionadas con los diferentes aspectos de las prácticas de laboratorio realizadas: fundamento, procedimiento operativo, análisis de resultados, etc.

Para aprobar la asignatura será necesario obtener, en ambas áreas de conocimiento, un mínimo de 5 puntos sobre 10. Además, en cada uno de los dos apartados de la evaluación continua, (1a) (1b) y (1c) y en el examen final escrito (2) será necesario obtener una calificación igual o superior a 4 puntos sobre 10. Si el estudiante no ha obtenido una calificación igual o superior a 4 puntos sobre 10 en alguno de estos apartados (1a), (1b), (1c) y (2), la calificación final será la media entre las menores de 4 puntos.

Convocatorias extraordinarias

La calificación de las convocatorias extraordinarias estará basada en: (1') examen de aspectos relacionados con la evaluación continua (60% de la calificación final) y (2) examen escrito, similar al de la convocatoria ordinaria (40% de la calificación final). El examen mencionado en (1') tendrá lugar en la misma jornada que el examen escrito. Si en la convocatoria ordinaria el estudiante ha superado sólo uno de los puntos (1) y (2), la calificación de ese punto en las convocatorias extraordinarias (1'2, respectivamente) será la misma que en la convocatoria ordinaria, a menos que el estudiante solicite por escrito al coordinador de la asignatura ser evaluado nuevamente en dicho apartado; en tal caso, dicha solicitud deberá realizarse al menos siete días antes de la fecha del examen escrito de la convocatoria extraordinaria. Para aprobar en las convocatorias extraordinarias es necesario obtener, en ambas áreas de conocimiento, una calificación igual o mayor que 5 puntos sobre 10. Además, en cada uno de los puntos 1' y 2 será necesario obtener una nota igual o superior a 4 puntos sobre 10. Si en uno de estos dos apartados el estudiante no ha obtenido una nota igual o superior a 4 puntos sobre 10, la calificación final será la de ese apartado.

  • J.C. Kotz y P.M. Treichel, Química y Reactividad Química. Thomson (5ª Ed.), México (2003).
  • A.F. Holleman y E. Wiberg,  Inorganic Chemistry. Academic Press (1ª Ed.  en inglés), San Diego (2001).
  • F.A. Cotton, G. Wilkinson, C. A. Murillo y M. Bochmann,  Advanced Inorganic Chemistry. Wiley (6ª Ed.), New York (1999).
  • Ira N. Levine, Principios de Fisicoquímica (6ª Ed.), McGraw-Hill (2014); I. N. Levine, Fisicoquímica. McGraw-Hill (5ª Ed.), Madrid (2004).
  • K. Denbigh, Equilibrio químico. Editorial AC, Madrid (1985).
  • M.L. McGlashan, Chemical Thermodynamics. Academic Press, London (1979).
  • S. Glasstone, Termodinámica para Químicos. Aguilar, Madrid (1972).
  • C. W. Garland, J. W. Nibler y D. P. Shoemaker, Experiments in Physical Chemistry. McGraw-Hill, New York (2009).

Los guiones de las prácticas y la documentación complementaria relevante estarán disponibles para los estudiantes en el Campus Virtual de la asignatura.