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  • 1. 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Química Inorgánica Carrera: Ingeniería Petrolera Clave de la asignatura: PEG-1025 SATCA1 3 - 3 - 62.- PRESENTACIÓNCaracterización de la asignatura.Esta asignatura aporta al perfil del Ingeniero Petrolero la capacidad para explicar laestructura de los compuestos químicos inorgánicos, sus propiedades físicas y químicas, susprincipales usos y su impacto económico y ambiental; para su aplicación en los procesosempleados en la industria petrolera.Para integrarla se ha hecho un análisis del campo de la Química, identificando los temas deQuímica Inorgánica que tienen una mayor aplicación en el quehacer profesional de esteingeniero.Puesto que esta materia dará soporte a otras, más directamente vinculadas condesempeños profesionales; se inserta en el primer semestre de la trayectoria escolar; antesde cursar aquéllas a las que da soporte. De manera particular, lo trabajado en estaasignatura se aplica en el estudio de los temas: estructura atómica, nomenclatura,soluciones entre otros.Intención didáctica.Se organiza el temario, en ocho unidades, en las cuales se consideran los temasimportantes para el conocimiento de la Química Inorgánica.En las primeras cuatro unidades se establecen los conocimientos generales sobre laestructura Atómica, estructura y propiedades de los compuestos, soluciones yestequiometria.En las cuatro unidades restantes se detalla el estudio de soluciones principios determodinámica y electroquímica.La idea es abordar reiteradamente los conceptos fundamentales hasta conseguir sucomprensión. Se propone abordar los temas anteriores desde un punto de vista conceptual,partiendo de la identificación de cada uno de dichos procesos en el entorno cotidiano o el dedesempeño profesional.Se sugiere una actividad integradora, en cada una de las unidades, que permita aplicar losconceptos estudiados. Esto permite dar un cierre a la materia mostrándola como útil por sí1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos
  • 2. misma en el desempeño profesional, independientemente de la utilidad que representa en eltratamiento de temas en materias posteriores.El enfoque sugerido para la materia requiere que las actividades prácticas promuevan eldesarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación, manejo ycontrol de variables y datos relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo;asimismo, propicien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis-síntesiscon la intención de generar una actividad intelectual compleja; por esta razón varias de lasactividades prácticas se han descrito como actividades previas al tratamiento teórico de lostemas, de manera que no sean una mera corroboración de lo visto previamente en clase,sino una oportunidad para conceptualizar a partir de lo observado. En las actividadesprácticas sugeridas, es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus alumnos paraque ellos hagan la elección de las variables a controlar y registrar. Para que aprendan aplanificar, que no planifique el profesor todo por ellos, sino involucrarlos en el proceso deplaneación.La lista de actividades de aprendizaje no es exhaustiva, se sugieren sobre todo lasnecesarias para hacer más significativo y efectivo el aprendizaje. Algunas de las actividadessugeridas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase apartir de la discusión de los resultados de las observaciones. Se busca partir deexperiencias concretas, cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a reconocer losfenómenos físicos en su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula. Es importanteofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales.En las actividades de aprendizaje sugeridas, generalmente se propone la formalización delos conceptos a partir de experiencias concretas; se busca que el alumno tenga el primercontacto con el concepto en forma concreta y sea a través de la observación, la reflexión yla discusión que se dé la formalización; la resolución de problemas se hará después de esteproceso. Esta resolución de problemas no se especifica en la descripción de actividades,por ser más familiar en el desarrollo de cualquier curso. Pero se sugiere que se diseñenproblemas con datos faltantes o sobrantes de manera que el alumno se ejercite en laidentificación de datos relevantes y elaboración de supuestos.En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudianteaprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo suhacer futuro y en consecuencia actúe de una manera profesional; de igual manera, apreciela importancia del conocimiento y los hábitos de trabajo; desarrolle la precisión y lacuriosidad, la puntualidad, el entusiasmo y el interés, la tenacidad, la flexibilidad y laautonomía.Es necesario que el profesor ponga atención y cuidado en estos aspectos en el desarrollode las actividades de aprendiaje de esta asignatura.
  • 3. 3.- COMPETENCIAS A DESARROLLARCompetencias Específicas: Competencias Genéricas:Explicar la estructura de los compuestos Competencias instrumentalesquímicos inorgánicos, sus propiedades • Capacidad de análisis y síntesisfísicas y químicas, sus principales usos y su • Capacidad de organizar y planificarimpacto económico y ambiental; para su • Conocimientos básicos de la carreraaplicación en los procesos empleados en la • Comunicación oral y escritaindustria petrolera. • Habilidades básicas de manejo de la computadora • Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas • Solución de problemas • Toma de decisiones. Competencias interpersonales • Capacidad crítica y autocrítica • Trabajo en equipo • Habilidades interpersonales Competencias sistémicas • Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica • Habilidades de investigación • Capacidad de aprender • Capacidad de generar nuevas ideas (creatividad) • Habilidad para trabajar en forma autónoma • Búsqueda del logro
  • 4. 4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de Participantes Evento elaboración o revisión Reunión Nacional de Representantes de los Institutos Diseño e InnovaciónInstituto Tecnológico Tecnológicos de: Curricular para elSuperior de Puerto Superior de Coatzacoalcos, Desarrollo y Formación deVallarta del 10 al 14 de Minatitlán, Superior de Poza Rica Competenciasagosto de 2009. y Superior de Venustiano Profesionales de la Carranza. Carrera de Ingeniería Petrolera.Desarrollo de Programas Academias de Ingeniería Elaboración del programaen Competencias Petrolera de los Institutos de estudio propuesto en laProfesionales por los Tecnológicos de: Reunión Nacional deInstitutos Tecnológicos Superior de Coatzacoalcos, Diseño Curricular de ladel 17 de agosto de Minatitlán, Superior de Poza Rica, Carrera de Ingeniería2009 al 19 de febrero de Superior de Tantoyuca y Superior Petrolera.2010. de Venustiano Carranza. Reunión Nacional de Representantes de los Institutos Consolidación de losInstituto Tecnológico Tecnológicos de: Programas enSuperior de Poza Rica Superior de Coatzacoalcos, Competenciasdel 22 al 26 de febrero Minatitlán, Superior de Poza Rica, Profesionales de lade 2010. Superior de Tantoyuca y Superior Carrera de Ingeniería de Venustiano Carranza. Petrolera.
  • 5. 5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSOExplicar la estructura de los compuestos químicos inorgánicos, sus propiedades físicas yquímicas, sus principales usos y su impacto económico y ambiental; para su aplicación enlos procesos empleados en la industria petrolera.6.- COMPETENCIAS PREVIAS • Comportamiento de la materia en función de las propiedades • Propiedades de la materia • Identificación de los cambios físicos y químicos • Estados de la materia7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas1 Teoría cuántica, 1.1 Base experimental de la teoría cuántica. estructura atómica y 1.2. Teoría cuántica y configuración periodicidad electrónica. 1.3. Características de la clasificación periódica moderna de los elementos. 1.4. Clasificación de los metales de acuerdo a su distribución en la corteza terrestre.2 Enlace, estructura y 2.1 Concepto y clasificación de enlace propiedades de los químico. compuestos químicos 2.2 Enlace iónico. 2.3 Enlace covalente. 2.4 Estructura de Lewis. 2.5 Orbital molecular. 2.6 Geometría molecular. 2.7 Enlace covalente coordinado. 2.8 Enlace metálico. 2.8 Fuerzas intermoleculares3 Compuestos químicos: 3.1 Compuestos inorgánicos. tipos, nomenclatura, 3.2 Impacto económico ambiental de los reacciones e impacto compuestos inorgánicos en la industria económico y ambiental petrolera.4 Reacciones químicas y 4.1 Reacciones químicas. estequiometria 4.2 Balanceo de ecuaciones químicas 4.3 Concepto de estequiometria. 4.4 Leyes estequiométricas 4.5 Cálculos estequiométricos5 Química de las 5.1 Solubilidad soluciones 5.2 Concentración de las soluciones 5.3 Valoraciones 5.4 Mezclas Soluciones, emulsiones y dispersiones. 5.5 pH y alcalinidad 5.6 Fluidos de importancia en perforación
  • 6. 6 Equilibrio químico 6.1 Concepto de equilibrio químico y Ley de Acción de Masas. 6.2 Equilibrio ácido-base en sistemas acuosos7 Termoquímica 7.1 Cambios de energía en las reacciones químicas 7.2 Entalpia 7.3 Calorimetría 7.4 Calor de disolución y dilución8 Electroquímica 8.1 Reacciones redox
  • 7. 8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS (desarrollo de competencias genéricas)El profesor debe:Ser conocedor de la disciplina que está bajo su responsabilidad, conocer su origen ydesarrollo histórico para considerar este conocimiento al abordar los temas. Desarrollar lacapacidad para coordinar y trabajar en equipo; orientar el trabajo del estudiante y potenciaren él la autonomía, el trabajo cooperativo y la toma de decisiones. Mostrar flexibilidad en elseguimiento del proceso formativo y propiciar la interacción entre los estudiantes. Tomar encuenta el conocimiento de los estudiantes como punto de partida y como obstáculo para laconstrucción de nuevos conocimientos. • Propiciar actividades de metacognición. Ante la ejecución de una actividad, señalar o identificar el tipo de proceso intelectual que se realizó: una identificación de patrones, un análisis, una síntesis, la creación de un heurístico, etc. Al principio lo hará el profesor, luego será el alumno quien lo identifique. • Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Ejemplo: buscar y contrastar definiciones de las leyes identificando puntos de coincidencia entre unas y otras definiciones e identificar cada ley en situaciones concretas. • Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Ejemplo: al socializar los resultados de las investigaciones y las experiencias prácticas solicitadas como trabajo extra clase. • Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios a las que ésta da soporte para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. • Propiciar el desarrollo de capacidades intelectuales relacionadas con la lectura, la escritura y la expresión oral. Ejemplos: trabajar las actividades prácticas a través de guías escritas, redactar reportes e informes de las actividades de experimentación, exponer al grupo las conclusiones obtenidas durante las observaciones. • Facilitar el contacto directo con materiales e instrumentos, al llevar a cabo actividades prácticas, para contribuir a la formación de las competencias para el trabajo experimental como: identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, trabajo en equipo. • Propiciar el desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisis- síntesis, que encaminen hacia la investigación. • Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. • Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. • Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una agricultura sustentable. • Cuando los temas lo requieran, utilizar medios audiovisuales para una mejor comprensión del estudiante. • Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de la asignatura (procesador de texto, hoja de cálculo, base de datos, graficador, Internet, etc.).
  • 8. 9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN • La evaluación debe ser continua y formativa por lo que se debe considerar el desempeño en cada una de las actividades de aprendizaje, haciendo especial énfasis en: • Exámenes escritos para comprobar el manejo de aspectos teóricos y declarativos. Examen escrito. • Reporte de prácticas. • Reportes de investigación. • Debatir sus temas investigados. • Participación de trabajo en equipo. • Proyecto final: Identificación de los elementos de la tabla periódica basándose en sus propiedades periódicas. Identificar el tipo de enlace presente en un compuesto. Obtener un compuesto en laboratorio. Llevar a cabo reacciones donde aplique el balanceo de la misma.10.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUnidad 1. Teoría Cuántica, Estructura Atómica y PeriodicidadCompetencia Específica a Actividades de AprendizajeDesarrollarConocer los conceptos básicos de la • Investigar en diferentes fuentesestructura de la materia, desarrollar documentales la teoría cuántica.ejercicios donde se aplique los • Analizar en equipo y explicar de queconceptos aprendidos. manera la teoría de Planck supera la dificultad que establece la teoría electromagnética clásica. • Investigar en fuentes documentales y exponer al grupo los términos: radiación, espectro electromagnético, espectro de emisión, espectroscopia y espectroscopio. • Realizar los cálculos para determinar la frecuencia y longitud de onda de la radiación emitida cuando un electrón salta o pasa de una órbita de número cuántico principal (n2) y energía (E2) a una órbita de menor energía (E1) y número cuántico principal más pequeño (n1). • Exponer con material audiovisual la relación de la ecuación de Schrödinger con los números cuánticos (n, l, m, s) y los orbitales atómicos (s, p, d, f). • Escribir las configuraciones electrónicas de los elementos que se le soliciten, determinando el número de electrones no apareados en el estado fundamental y determinar si es paramagnético o diamagnético. • Investigar las definiciones de las diferentes propiedades periódicas (carga nuclear
  • 9. efectiva, tamaño atómico, energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad) y analizar en grupo y periodos sus tendencias en la tabla periódica. • Realizar una escenificación de cada una de las propiedades periódicas • Calcular la carga nuclear efectiva aplicando las reglas empíricas de Slater para analizar su tendencia por grupos y por periodos. • Explicar la influencia del número cuántico principal (n) y de la carga nuclear efectiva en el tamaño atómico (o tendencia de tamaño atómico) en diferentes elementos químicos. • Indicar en una serie de elementos dada (en forma de pares) quién presenta mayor efecto pantalla, energía de ionización, afinidad electrónica, carga nuclear efectiva y electronegatividad. • Analizar una serie de iones y elementos isoelectrónicos para ordenarlos de forma ascendente a su tamaño. • Desarrollar una investigación bibliográfica y de campo para presentar en forma escrita el proceso de producción de los elementos químicos de la industria petrolera de importancia económica. • Investigar en la región las medidas ambientales y el papel que la química juega en el establecimiento de las mismas. Unidad 2. Enlace, Estructura y Propiedades de los Compuestos QuímicosCompetencia Específica a Actividades de AprendizajeDesarrollarExplicar, con base a los conceptos • Investigar y definir el concepto de enlace.comprendidos, el comportamiento de • Explorar las condiciones de formación quelos enlaces y fuerzas intermoleculares permiten predecir la formación de un enlace covalente, iónico y metálico. • Describir estructuras de Lewis de compuestos químicos. • Relacionar el carácter de enlace predominante con las propiedades físicas macroscópicas de elementos y compuestos. • Aplicar en clase la teoría de Enlace, Valencia y RPECV para explicar la geometría en compuestos químicos sencillos • Establecer las relaciones de la geometría de las moléculas con sus propiedades físicas y químicas. Investigar, analizar y definir en
  • 10. clase el concepto de hibridación. • Aplicar la teoría del orbital molecular para explicar la formación de los enlaces sencillos, dobles y triples en compuestos químicos. • Establecer las relaciones de la geometría de las moléculas con sus propiedades físicas y químicas. • Investigar y exponer la formación del enlace covalente coordinado y sus características. • Explicar con base a la Teoría de Bandas el comportamiento de un sólido: aislante, conductor o semiconductor.Unidad 3. Compuestos Químicos: Tipos, Nomenclatura, Reacciones e ImpactoEconómico Y Ambiental Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Aplicar los conocimientos adquiridos • Investigar definición, clasificación, para nombrar los compuestos nomenclatura y obtención de los principales químicos. compuestos inorgánicos y sus propiedades. Y construir con la información obtenida un mapa conceptual. • Utilizando nomenclaturas IUPAC y tradicional determinar el nombre de un compuesto a partir de su fórmula o a partir del nombre del compuesto escribir su fórmula. • Escribir reacciones de obtención de óxidos ácidos, óxidos básicos, sales solubles y sales insolubles obtenidas en laboratorio. Así como reacciones para obtener algunos metales a partir de sus minerales. • Desarrollar una investigación bibliográfica y de campo en forma escrita: del proceso de producción en nuestro país de algún compuesto químico inorgánico de importancia económica en la industria petrolera, o el proceso de descontaminación ambiental aplicando en nuestro país o en el exterior, para el control de determinado compuesto químico tóxico.Unidad 4. Reacciones Químicas y Estequiometria Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Aplicar los conocimientos adquiridos • Definir y exponer en clase el concepto de realizar casos prácticos sobre reacción química y tipos de reacción. estequiometria. Balancear diferentes tipos de reacciones químicas utilizando los métodos de tanteo, oxidación – reducción e ión – electrón, de
  • 11. reacciones realizadas en prácticas de laboratorio. • Definir y exponer los conceptos de estequiometria, átomo-gramo, mol-gramo, volumen gramo molecular, número de Avogadro, reactivo limitante, reactivo en exceso y grado de conversión o rendimiento. • Realizar cálculos estequiométricos aplicados en reacciones químicas llevadas a cabo en prácticas de laboratorio.Unidad 5. Química de las Soluciones Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Conocer y realizar la preparación de • Enumerar los factores que afectan la soluciones básicas velocidad de una reacción química y aquellos que afectan el equilibrio químico y describir el efecto de cada uno. • Definir constante de equilibrio Keq, constante de ionización Ka y Kb y constante de producto de solubilidad Kps. • Explicar el concepto solución amortiguadora. • Investigar un sistema amortiguador significativoUnidad 6. Equilibrio Químico Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Analizar los conceptos aprendidos y • Definir los siguientes conceptos o realizar prácticas comunes del relacionarlos correctamente con su laboratorio químico característico de la significado: Cinética Química, Equilibrio Ingeniería petrolera. Químico, Ley de Acción de las Masas, Principio de LeChatelier, electrolito fuerte, electrolito débil, fuerza iónica, ácido y base según Brönsted y Lowry, pH, pOH, ácido fuerte, ácido débil, base fuerte, base débil. Resolver problemas de Equilibrio Químico usando constantes de equilibrio, balance de masas, balance de cargas, condiciones protónicas. • Resolver problemas que ilustren las reacciones sujetas a la condición de equilibrio químico, tales como: Cálculo de las concentraciones de las especies químicas (condición inicial y en equilibrio). • Análisis del efecto de los cambios de concentración sobre el equilibrio químico (aplicación del principio de LeChatelier).
  • 12. Unidad 7. Termoquímica Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Aplicar los conocimientos para la • Calcular los calores de reacción, formación y resolución de casos prácticos. solución. • Realizar casos prácticos para el calculo de Entalpías. • Realizar cálculos de calorimetría.Unidad 8. Electroquímica Competencia Específica a Actividades de Aprendizaje Desarrollar Aplicar los conceptos para explicar el • Explicar el funcionamiento de una celda origen de corrosión y el voltaica y una celda electrolítica. funcionamiento de la celdas • Explicar el proceso de corrosión. • Identificar los tipos de baterías y su aplicación en un proceso electroquímico.
  • 13. 11.- FUENTES DE INFORMACIÓNBibliografía Básica • BEYER, L. y FERNÁNDEZ-HERRERO, V “Química Inorgánica” Editorial Ariel Ciencia, Barcelona, (2000) • LEE, J.D., “Concise Inorganic Chemistry” Edición 5ª Editorial. Blackwell Scientific Ltd., Londres (1998). • HOUSECROFT, C.E. y SHARPE, A.G., “Inorganic Chemistry” Edición 2ª, Editorial. Pearson Higher Education, Harlow, (2005). • RAYNER-CANHAM, G., “Química Inorgánica Descriptiva” Edición 2ª, Editorial Pearson Educación, México (2000).Bibliografía de Consulta Específica1.-COTTON, F.A.”Advanced Inorganic Chemistry” Edición 6ª, Editorial. JohnWiley & Sons, Nueva York, (1999)2.-COTTON, F.A. y WILKINSON, G. “Química Inorgánica Avanzada” (Traducidopor GARCÍA, C.A.), Edición 4ª, Editorial. Limusa, México (1986).3.-GREENWOOD, N.N. y EARNSHAW, A. “Chemistry of the Elements”, Edición 2ª, EditorialButterworth-Heinemann, Oxford, (1997).4.- RODGERS, G.E. ”Introduction to Coordination, Solid State and DescriptiveInorganic Chemistry” Editorial McGraw-Hill, Nueva York (1994).5.-Química Inorgánica: Introducción a la Química de Coordinación, del EstadoSólido y Descriptiva, (Traducción M. Vallet), Editorial McGraw-Hill, Madrid (1995).6.-SHRIVER, D.F. y ATKINS, P.W. ”Inorganic Chemistry (con CD-ROM), Edición 3ª, EditorialW.H. Freeman, Nueva Cork (1999).7.-SHRIVER, D.F., ATKINS, P.W. y C.H. LANGFORD, “Química Inorgánica,(Traducción por G. López-López), Edición 2ª, Editorial Reverté, Barcelona (1998).12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS • Identificar metales por medio de su espectro visible. • Aplicar el Principio de De Broglie en problemas propuestos para determinar longitudes de onda. • Identificar los tipos de enlace presentes en diversas sustancias • Identificar propiedades físicas y químicas de metales alcalinos, alcalinotérreos y metales de transición. • Construir estructuras geométricas con palillos y esferas de unicel, plastilina, etc. • Llevar a cabo reacciones de precipitación, acido – base y de oxidación – reducción. • Llevar a cabo diversas reacciones en laboratorio con la finalidad de determinar los factores que influyen en el equilibrio de una reacción.

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