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Sílabo físico quim amb 2014(2)

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Sílabo fisico quim amb 2014(2)

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Sílabo físico quim amb 2014(2)

  1. 1. PROGRAMA DE ASIGNATURA – SÍLABO - 1. DATOS INFORMATIVOS MODALIDAD: PRESENCIAL DEPARTAMENTO:DECTC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y LA CONSTRUCCIÓN AREA DE CONOCIMIENTO: Ambiental CARRERAS: Ing. Geográfica y del Medio Ambiente NOMBRES ASIGNATURA: Físico-Química-Ambiental PERÍODO ACADÉMICO: Octubre 2014-febrero 2015 PRE-REQUISITOS: 23001 CÓDIGO: TCON 33010 NRC: 2070 CLASS CRÉDITOS: 4 NIVEL: 5to. CO-REQUISITOS: ninguno FECHA ELABORACIÓN: Enero 2015 SESIONES/SEMANA: EJE DE FORMACIÓN Profesional TEÓRICAS: 3 LABORATORIOS: 1 DOCENTE: Quim. Erika Murgueitio Herrera Mg. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA: La Físico –Química Ambiental es una asignatura que proporciona información básica sobre los procesos termodinámicos que rigen las reacciones de contaminación ambiental en aguas, suelo y aire. Describiendo en la primera unidad las tres leyes de la termodinámica y su relación con la contaminación atmosférica. En la segunda y tercera unidad se relaciona los parámetros físico químicos ambientales con la cinética de remoción de contaminantes y los fenómenos de adsorción . COMPETENCIAS A LOGRAR: UNIDAD DE COMPETENCIA GENÉRICA: 1. Interpreta y procesa información científica con honestidad, responsabilidad y trabajo en equipo con respeto a la propiedad intelectual. 2. Promueve una cultura de conservación del ambiente en la práctica profesional y social UNIDAD DE COMPETENCIA ESPECÍFICA: 1. Desarrolla el pensamiento lógico, independiente, crítico y creativo, aplicando conocimientos de la asignatura orientados a dar solución a los problemas de escasez y de contaminación de aguas dentro de la sociedad actual, aplicando métodos de investigación, herramientas tecnológicas y diversas fuentes de información mostrando liderazgo en el trabajo grupal. ELEMENTO DE COMPETENCIA: Comprender los fenómenos del medio natural con la metodología propia de la Fisico_Química_Ambiental. Desarrollar la capacidad de aprendizaje mediante el trabajo experimental y en el campo , sobre los fenómenos de remoción , su velocidad , tiempo de reacción , reacciones y comportamiento mediante cálculos matemáticos, que indicarán a que tipo de fenómeno de superficie se encuentra relacionado. RESULTADO FINAL DEL APRENDIZAJE: Desarrollar su capacidad de investigar cuales son los estudios que se encuentran realizando en el mundo , su relación con la cátedra es decir el estado del arte. Poder redactar artículos científicos , desarrollar proyectos que demuestren investigación y su relación con la parte profesional , y en forma adicional redactar de informes, realizar trabajo en grupo; discusiones críticas sobre temas medioambientales actuales. CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 1
  2. 2. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL: Esta asignatura corresponde a la segunda etapa del eje de formación profesional, proporciona al futuro profesional las herramientas para la identificación y relación que tiene la físico-química ambiental con los problemas medioambientales. Se destaca la vinculación con materias como Análisis Químico Ambiental , ya que esta cátedra es su aplicación, como base en balance de materia y energía , y como aplicación básica de las cátedras Control Contaminación del Agua y Control, Contaminación del Suelo, debido a los análisis físicoquímicos , a los fenómenos de remoción , la cinética de reacción , fenómenos de adsorción. Esta cátedra corresponde a la formación fundamental para Ingeniería Geográfica y del Medio Ambiente y se encuentra relacionada con los objetivos de la institución y de la carrera. CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 2
  3. 3. 2. SISTEMA DE CONTENIDOS Y PRODUCTOS DEL APRENDIZAJE No. UNIDADES DE CONTENIDOS EVIDENCIAS DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA DE TAREAS 1 UNIDAD 1: Leyes de la termodinámica Producto de la unidad: Relacionar las leyes de la termodinámica con la contaminación ambiental. Contenidos: Contenidos de estudio: Introducción . 1.1. Campo de estudio de la físico-química. 1.2. Relación de la físico-química y el ambiente. 1.3.. Problemática ambiental en relación a procesos físico-químicos 1. GASES REALES. 1.1 Desviación del comportamiento ideal 1.2 Gases reales y ecuación de van der Waals 1.3 Isotermas de gases reales 2. CONCEPTOS EN TERMODINÁMICA. 2.1 Definiciones de términos usuales en termodinámica: termodinámica, equilibrio: químico, térmico. 2.2 Variables independientes y variables dependientes 2.3 Propiedades extensivas e intensivas, 2.4 Ecuación de estado, sistemas, alrededores. 3. PRIMERA LEY 3.1 Trabajo y Calor 3.2 Cálculos de calor y trabajo mecánico. 3.3 Cambios de energía interna 3.4 Procesos reversibles e irreversibles. 3.5 Entalpía y capacidad calorífica. 3.6 Expansión de gases ideales 3.7 Experimento de Joule y de Joule-Thomson. Coeficiente de JouleThomson. 4 SEGUNDA LEY 4.1 Cambios espontáneos y no espontáneos 4.2 Ciclo de Carnot 4.3 Cálculos de entropía. 4.4 Criterios de equilibrio químico. 4.5 La energía Libre de Gibbs, como criterio de equilibrio. 4.6 Ecuaciones fundamentales para sistemas abiertos y cerrados 4.7 Relaciones de Maxwell 4.8 Equilibrio físico de sistemas Multicomponentes 4.9 Diagrama de fases 5 TERCERA LEY 5.1 Los cambios de entropía en reacciones químicas 5.2 Relaciones de entropía con los cambios de variables de estado. Tarea 1: Laboratorio : Determinación de calor de:neutralización. Tarea 2: Realización de Laboratorio e informe Determinación de la constante de equilibrio. Tarea 3 Realización de Laboratorio e informe Determinación de densidad, viscosidad e índice de refracción. Tarea 4 Realización de Laboratorio e informe Determinación del Equilibrio líquido- vapor en sistema s líquidos binarios. Tarea 5 Realización de Laboratorio e informe Determinación del Equilibrio de un sistema líquido de tres componentes CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 3
  4. 4. 6 TERMOQUÍMICA. 6.1 Reacciones químicas, 6.2 Reacción de formación. 6.3 Entalpías de formación 6.4 Calor de reacción. 6.5 Dependencia del calor de reacción con la temperatura. 9.-TERMODINÁMICA DE SOLUCIONES NO IDEALES 3.1 Desvíos de la idealidad 3.2 Actividad y fugacidad 3.3 Propiedades termodinámicas de soluciones no electrolíticas ideales 3.4 Diagrama líquido-vapor, líquido-líquido de sistemas binarios 3.5 Diagramas sólido-líquido e sólido-sólido de sistemas binarios 3.6 Sistemas ternarios 2 2.CINETICA QUIMICA Y ENZIMÁTICA Producto de unidad: Miniproyecto determinación de la cinética de reacción de remoción de contaminantes Contenidos: • Estequiometría y razón de reacción. • La velocidad de una reacción • Ley de velocidad • Relación entre la concentración de reactivos y el tiempo. • Determinación de órdenes de reacción por integración. • Orden cero • Primer orden • Segundo orden • Tercer orden • Orden fraccionario • Tiempo de vida media • Molecularidad de de una reacción • Unimoleculares • Bimoleculares • Trimoleculares • Constantes de velocidad y su dependencia de la energía de activación y de la temperatura. • Energía libre y Entropía de activación • Mecanismos de reacción Catálisis Tarea 1: Salidas de campo para la toma de muestras de agua contaminadas Tarea 2: Realiza análisis fisicoquímico –ambientales de las muestras Tarea 3: Realiza una exposición de su proyecto de investigación adjuntando: Informe de laboratorio, artículo científico, documento y Power Point. Tarea 4: Análisis de especies químicas y su relación con los gases, en fase acuosa utilizando un software . CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 4
  5. 5. Compuestos de Coordinación • Propiedades de los metales de transición • Estructura de los compuestos de Coordinación. • El enlace en los compuestos de Coordinación • Teoría del campo cristalino • Reacciones de los compuestos de reacción. • Aplicaciones de los compuestos de coordinación. 3 UNIDAD 3: Fenómenos de superficie: adsorción Producto de unidad: Continuación miniproyecto de fenómenos de adorción de remoción de contaminantes Contenidos: Contenidos de estudios: • Definiciones generales • Terminología • Procesos de adsorción • Adsorción De Gases Sobre Sólidos: 1.1 Definición 1.2 Tipos –Adsorción Química –Adsorción Física 1.3 CARACTERÍSTICAS • Tipos de adsorbentes y adsorción • Descripción cualitativa de un sólido poroso • Origen de la estructura porosa • Principales métodos para la caracterización de un sólido poroso. • Isotermas de adsorción Tarea 1: Realiza una investigación de análisis en lotes sobre el tipo de adsorción que tiene el carbón activado, nanopartículas en relación a los metales pesados. Tarea 2: Realiza una exposición de su proyecto de investigación adjuntando: Informe de laboratorio, artículo científico, documento y Power Point. . CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 5
  6. 6. • Modelos matemáticos • Adsorción física: caracterización de la textura porosa • Determinación de las isotermas de adsorción. Procedimiento experimental. Química Nuclear La naturaleza de las reacciones nucleares Estabilidad nuclear Radiactividad nuclear. Trasmutación nuclear. Fisión nuclear. Fusión Nuclear Aplicación de los isótopos. Efectos biológicos de la radiación. Introducción a la Nanotecnología Definición Ejemplos prácticos 1. Resultados y contribuciones a las competencias profesionales: INGENIERÍAS LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE NIVELES DE LOGRO El estudiante debeA Alta B Media C Baja F.1.A.1. Aplicación de Matemáticas X Resuelve problemas F.1.A.2. Aplicación de las CCBB X F.1.B.1. Diseño y conducción de Experimentos. X Diseña un muestreo de toma de contaminantes atmosféricos. F.1.B.2. Análisis de datos e interpretación de la información. X Dirige y lidera un grupo. F.1.C.1. Identificación y definición del problemas (Diseño de ingeniería) X Resolver problemas de aplicaciones reales. F.1.C.2. Planificación, control del Diseño y modelización (Diseño de ingeniería) X Mantener la ética sobre los resultados de los datos obtenidos . F.1.C.3. Factibilidad, evaluación, selección y comunicación (Diseño de ingeniería) X Exponer oralmente temas de investigación asignados y presenta informes escritos de acuerdo al formato establecido. F.1.E.1. Identificación y formulación del X Entender el por qué? . Expone los CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 6
  7. 7. LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE NIVELES DE LOGRO El estudiante debeA Alta B Media C Baja problema proyectos de investigación Relaciona los proyectos realizados con otros similares F.1.K.1. Identificación de herramientas X Conocer que equipos utilizar para determinadas tareas y de acuerdo a la medición a realizarse. F.1.K.2. Aplicación de herramientas X Aplicar los conocimientos, para utilización de los equipos y conectarlos con los programas , ya que esto le permitirá procesar datos en forma efectiva y oportuna. F.2.D.1. Cooperación X Conformar grupos de trabajo para la realización de proyectos. F.2.D.2. Comunicación X Compartir e informa a sus compañeros y docentes sobre los avances de la cátedra y de los proyectos encomendados. F.2.D.3. Manejo de conflictos X Solucionar efectivamente mediante el dialogo, para la resolución de problemas . F.2.D.4. Estrategia y operación X F.2.F.1. Responsabilidad profesional X Ser responsable de los resultados obtenidos en diferentes conflictos que se presentarán en el transcurso de la cátedra como en ejercicios , en el campo , en proyectos. F.2.F.2. Conocimiento de códigos profesionales X Conocer y analiza para que sirven los reglamentos ambientales. F.2.G.1. Comunicación escrita X Escribir artículos científicos con propiedad y coherencia. F.2.G.2. Comunicación oral X Expone coherentemente y con facilidad los temas a tratar. F.2.G.3. Comunicación digital X Escribir y redacta con criterio profesional . F.2.I.1. Reconocimiento de oportunidades X Reconoce las oportunidades que la cátedra le brinda. F.2.I.2. Compromiso de aprendizaje X Comprometerse en estudiar con conciencia ya que estos conocimientos le servirán para su profesión. F.2.J.1. Interés por temas contemporáneos X Relacionar y se interesa por problemas ambientales relacionados con la cátedra. F.2.J.2. Análisis de temas contemporáneos X Relacionar y analiza los problemas ambientales relacionados con la cátedra. LICENCIATURAS LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE NIVELES DE LOGRO El estudiante debeA Alta B Media C Baja F.1.A. Aplicación de CCBB de la carrera. X F.1.B.1. Identificación y definición del problema. X Identificar y define el problema, de acuerdo los estudios que se van a realizar , basándose en bibliografía actualizada es decir realizar un estado del arte. CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 7
  8. 8. F.1.B.2. Factibilidad, evaluación y selección. X Comprende la factibilidad de realización de determinado proyectos en términos técnicos. F.1.C.1. Formulación de problemas X Formula problemas de acuerdo a las necesidades surgidas por la sociedad. F.1.C.2. Resolución del problema X Resuelve problemas con comprensión del por qué y su aplicación en la profesión. F.1.D. Utilización de herramientas X Utiliza una serie de herramientas , tales como equipos especializados para campo y laboratorio , instalación de programas , etc F.2.E.1. Cooperación y comunicación X Es cooperante y comunica sus decisiones , pensamientos , problemas , para en coordinación con el docente y compañeros obtener la mejor respuesta. F.2.E.2. Estrategia y operación X F.2.F.1. Ética profesional X Cumple con lo establecido en la ética profesional de no mentir, respetar , ser honesto y reportar resultados con fiabilidad. F.2.F.2.Conocimiento de códigos profesionales X Conoce los códigos profesionales y los aplica . F.2.G.1. C0municación escrita X Es capaz de escribir artículos científicos , reportes de resultados , manuscritos , etc, con coherencia y con un estudio previo del estado del arte. F.2.G.2. Comunicación oral X Es capaz de exponer los proyectos , trabajos , resultados , reportes , con claridad y buena dicción . F.2.G.3. Comunicación digital X Es capaz de utilizar las computadores y otros equipos digitales para análisis. F.2.I. Compromiso de aprendizaje continuo X Se compromete a ser autodidacta , es decir que después que sale del aula se compromete en tener un aprendizaje contínuo mediante la aplicación de problemas diarios referente a la contaminación ambiental. F.2.J. Conocimiento del entorno contemporáneo X Relaciona los conocimientos técnicos del área en relación del entorno contemporáneo. 2. FORMAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN. (*Se puede expresar en puntaje o porcentaje de la nota final/20 puntos. No debe existir una diferencia mayor a 2 puntos entre cada forma de evaluación) 1er Parcial* 2do Parcial* 3er Parcial* Tareas/ejercicios 3 3 3 Investigación 3 3 3 Lecciones 3 3 3 Pruebas 3 3 3 Laboratorios/informes 3 3 3 Evaluación parcial 3 3 3 Producto de unidad 2 2 2 Defensa del Resultado final del aprendizaje y documento - - Total: 20 20 20 CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 8
  9. 9. 3. PROYECCIÓN METODOLÓGICA Y ORGANIZATIVA PARA EL DESARROLLO DE LA ASIGNATURA (PROYECCIÓN DE LOS MÉTODOS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE QUE SE UTILIZARÁN) (Se planteará la proyección de los métodos de enseñanza y de aprendizajes que se utilizarán, en especial deberá quedar reflejado la aplicación del ciclo de aprendizaje, el aprendizaje basado en problemas, aprendizaje basado en casos, trabajos colaborativos, … )  Se diagnosticará conocimientos y habilidades adquiridas, el nivel de desarrollo de las operaciones del pensamiento, el cumplimiento de normas de comportamiento, cualidades y valores que se poseen.  Con la ayuda de lluvia de ideas se indagará lo que conoce el estudiante, como lo relaciona, que puede hacer con la ayuda de otros, qué puede hacer solo, qué ha logrado y qué le falta alcanzar según el objetivo a lograr. • A través de preguntas y participación de los estudiantes el docente recuerda los requisitos previos de aprendizaje (RAP) que permite al docente conocer cuál es la línea de base a partir del cual incorporará nuevos elementos de competencia, en caso de encontrar deficiencias enviará tareas para atender los problemas individuales.  Plantear interrogante a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar la situación problema.  Se iniciará con explicaciones orientadoras del contenido de estudio, donde el docente plantea los aspectos más significativos, los conceptos, leyes y principios y métodos esenciales; y propone la secuencia de trabajo en cada unidad de estudio como: lecturas a realizar, aplicaciones de los fenómenos químicos relacionados a la carrera, gráficas, solución de problemas, planteamiento de hipótesis y regularidades, verificación de conceptos, análisis y resolución de problemas básicos y de profundización, aplicaciones a la carrera, investigaciones bibliográficas, entre otros. • Se buscará que el aprendizaje se base en el análisis y solución de problemas; usando información en forma significativa; favoreciendo la retención; la comprensión; el uso o aplicación de la información, los conceptos, las ideas, los principios y las habilidades en la resolución de problemas de la vida real. • Se trabajará obteniendo información teórica, aplicaciones de diversos autores para la comprensión de fenómenos, leyes principios, teoría que permitan la solución de problemas. • Se realizarán proyectos, para experimentar una situación profesional real (casa abierta); desarrollar el pensamiento creativo; para utilizar los informes e instrumentos; desarrollar la capacidad de cooperación, trabajo en equipo y sentido de responsabilidad. • Se buscará la resolución de casos para favorecer la realización de procesos de pensamiento complejo.  Se realizan ejercicios orientados a la carrera y otros propios del campo de estudio.  La evaluación cumplirá con las tres fases: cognoscitiva, valores y destrezas, valorando el desarrollo del estudiante en cada tarea y en especial en los productos integradores de cada unidad;  Realización de prácticas de laboratorio (DISTANCIA: Basado en el auto aprendizaje, el alumno: - investiga - socializa con la comunidad - participa interactivamente con otros actores del aprendizaje – aprende haciendo y en tutorías) - Guía de Estudio (RÚBRICA) CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 9
  10. 10. (PROYECCIÓN DEL EMPLEO DE LAS TIC EN LOS PROCESOS DE APRENDIZAJE) (Se expresará una proyección del empleo de empleo de las TICS en los procesos de aprendizaje) - Software educativo, Simuladores, lenguajes de programación, CAD, CAM, … - Medios aula virtual, Web 2.0, … Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, se utilizará un laboratorio con el siguiente software y hardware: computador, proyector multimedia, software de dispersión de contaminantes en el agua. • Elaboración de videos. • Proyectos 4. DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO: PRESENCIAL TOTAL HORAS CONFERENCIAS CLASES PRÁCTICAS LABORATORIOS CLASES DEBATES CLASES EVALUACIÓN TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE 64 18 8 16 2 8 12 DISTANCIA: TOTAL HORAS TUTORÍAS TRABAJO AUTÓNOMO (Incluye actividad entregable) ACTIVIDAD INTERACTIVA (Foros de opinión, evaluación en línea, trabajos colaborativos, chat, wiki y otros) EVALUACIONES 10 2 5 2 1 CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 10
  11. 11. 5. TEXTO GUÍA DE LA ASIGNATURA TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL FÍSICO QUÍMICA RAYMOND CHANG 3ERA 2008 ESPAÑOL MC. GRAW HILL 6. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA TITULO AUTOR EDICIÓN AÑO IDIOMA EDITORIAL FISICO-QUIMICA CHANG R. 3era. 2008 Español Mc. Graw Hill Química para Ingeniería Ambiental. Sawyer C., P. McCarty, G. 2000 Español Mc. Graw Hill Química. Chang R. 2002 Español Mc. Graw Hill FISICO-QUIMICA LEVINE 4TA ESPANOL Mc. Graw Hill TOXICITY REDUCTION IN INDUSTRIAL EFFLUENTS PERRY W.LANKFORT 1990 ENGLISH VAN NOSTRAND REINHOLD PHYSICAL CHEMISTRY GILBERT W CASTELLAN THIRD EDITION 1993 ENGLISH WESLEY PUBLISHING COMPANY 7. LECTURAS PRINCIPALES: TEMA TEXTO PÁGINA LEYES DE LA TERMODINAMICA CINETICA FENOMENOS DE SUPERFICIE • http://www.interrevoluc.com.ar • http://algunoslibros.blogspot.com • A_Kinetic_Study_on_the_Esterification_of_Palmitic • ADSORPTION KINETICS AND MODELING OF CU(II) ION • Equilibrium and Kinetic Study • ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE BIOCONVERSIÓN DE AGUAS • Kinetic and equilibrium studies on the adsorption • Kinetics and thermodynamics study of lead CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 11
  12. 12. • Kinetics of Mercury(II) Adsorption Kinetics Study of Lead • KINETICS STUDY OF METHYLENE BLUE DYE • Potassium and Sodium Absorption Kinetics in Roots of Two • Studies of the Swelling and Drying Kinetics • Study of the kinetics of silver ions cementation onto copper from • tesisKINETIC_PARAMETER_STUDIES_OF_tesisA CTIVATED_SLUDGE_PROCESS_FOR_ANAEROB IC • Thermogravimetric study of the dehydration kinetics • Reaction Kinetics Dr Claire Vallance 8. ACUERDOS: DEL DOCENTE: __ El docente se compromete en enseñar con pedagogía, respeto y comunicación a los señores alumnos combinando la parte teórica con la experimental y su aplicación en el campo y por ende en la profesión. __________________________________________________________________________________________ DE LOS ESTUDIANTES: Los estudiantes se deben comprometer en estudiar con ahínco , no solo lo enseñado en clase , si no también deben ser autodidactas y tener el incentivo de poder conocer mas allá de las aulas. CÓDIGO: SGC.DI.321 VERSIÓN: 1.2 FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 12

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