Programa Analítico de la Asignatura de Química en la Ingeniería en Telecomunicaciones (página 2)

Enviado por Javier Hern�ndez Obreg�n

Partes: 1, 2

PLAN
TEMÁTICO

DISTRIBUCIÓN DE HORAS POR ACTIVIDADES Y
TEMAS.

TEMAS	SUBTEMAS	C	CP	L	S	HNP	E	Total- h
I-Estructura de las sustancias y sus propiedades.	1.1. Estructura atómica moderna y tabla periódica.	2	4			2		8
I-Estructura de las sustancias y sus propiedades.	1.2 Enlace químico y materiales electrotécnicos.	2	6	3	4	4		19
II-La reacción química como sistema.	2.1. La reacción química. Termodinámica y cinética.	2	8	6	2	4	3	25
	2.2. Equilibrio químico	2	4	3		4		13
	2.3. Electroquímica y corrosión	2	6	3	2	4		17
III-Equilibrio de Fases	3. Equilibrio de fases	2	4			2		8
Totales		12	32	15	8	20	3	90

*C (conferencias) *CP (clases prácticas) *L
(laboratorios) *S (seminarios) *E (evaluación) *HNP (horas no
presenciales)

Contenidos (TEMAS Y SUBTEMAS DE LA
ASIGNATURA)

Tema I: "Estructura de las Sustancias y sus
Propiedades"

1.1.- Estructura Atómica Moderna y Tabla
Periódica.

1.2.- Enlace Químico. Propiedades de las
sustancias y Materiales electrótecnicos.

Tema II: "La Reacción
Química"

2.1.- La reacción química como sistema.
Estequiometría, termodinámica y
cinética.

2.2.- Equilibrio químico.

2.3.- Electroquímica y corrosión.

Tema III: "Equilibrio de Fases"

3. Equilibrio de Fases

El primer tema está relacionado con la
estructura de las sustancias y sus propiedades explicadas con
un enfoque sistémico del tipo genético, tomando
como elemento célula la estructura más
sencilla del átomo
de hidrógeno (protio).
El segundo está dedicado a la
Reacción Química.
El tercero estudia el equilibrio de fases de los
sistemas
bicomponentes más comunes.

Estos dos últimos temas con un enfoque del tipo
Funcional – Estructural.

Sistema de Valores

Honestidad ante el
trabajo.
Humanismo.
Actitud crítica y autocrítica.
Sensibilidad.
Creatividad ante los problemas.
Respeto por la propiedad
intelectual.

(Este sistema de valores
general es el que va regir el trabajo en
todos los temas y subtemas del programa de
estudio de la asignatura)

Sistema de métodos y
formas.

En conferencias: (Motivación
y BOA).

Expositivo – ilustrativa o conversación
heurística para la elaboración conjunta en el
establecimiento de las invariantes de cada tema y los algoritmos
que servirán de modelo
durante las acciones que
se desarrollarán en las siguientes etapas.

En clases prácticas: (Acción
Materializada)

Métodos activos a
través del trabajo independiente o en pequeños
grupos basado
en el uso de los algoritmos de trabajo que sirven en modelo
para el desarrollo
de las principales acciones y operaciones.

En las prácticas de Laboratorio:
(Acción Materializada)

Trabajo independiente basado en el empleo del
método
de la investigación científica, para
comprobar el proyecto que
pueda dar solución a una situación o problema en
la práctica.

En los Seminarios (Etapa Verbal)

Análisis Verbal independiente de todas las
operaciones que conforman la acción con apoyo indirecto
en objetos materiales. Se deja de trabajar con el algoritmo,
adquiriendo el lenguaje
una nueva función
comunicativa. El trabajo puede desarrollarse individual, en
parejas o en grupos.

Preguntas y respuestas por sorteo.
Paneles.
Mesas redondas.
Ponencias y oponencias.

Sistemas de medios:

Libro de texto y
manual de
prácticas de laboratorio.
Retrotransferencias.
Computadoras y software.
Reactivos y utensilios de laboratorio.
Pizarra y Tiza

(Estos medios se utilizarán en todos los temas
y subtemas de la asignatura)

Bibliografía:

Programa de la Disciplina
Química.
De Lara A.R. y otros. "Química General"
Editorial Pueblo y Educación. 1986.
León .R "Química General" Editorial
Pueblo y Educación. 1983.
Bogoroditsbi N.P. y otros. "Materiales
Electrotécnicos". Editorial MIR.
Microcampo de la asignatura de Química en
Telecomunicaciones

SISTEMA DE EVALUACIÓN

Al principio de cada subtema se dará la base
orientadora de la actividad (BOA). La acción materializada
se llevará a cabo en las clases prácticas. Cuando
en un subtema haya más de una clase
práctica, en las primeras se controlará, sin
calificación, la calidad de la
acción teniendo en cuenta: la forma de la acción,
el grado de independencia
y el grado de generalización. En la última clase
práctica se incluirá una pregunta escrita y se
emitirá una calificación que tendrá en
cuenta el desarrollo de la acción en las clases
prácticas anteriores.

En los laboratorios el estudiante trabajará de
forma independiente aplicando el método de la investigación científica. Se
realizará pregunta inicial, control de la
manipulación y se recogerá un informe final en
la próxima sesión.(En total 5
laboratorios).

Se desarrollan cuatro seminarios, dos sobre el Tema 1 y
dos en el Tema 2

Se orientan dos trabajos extraclase sobre el Tema 1 y el
Tema 2 con carácter evaluativo, dada la necesidad de
integrar lo académico, lo productivo o laboral y lo
científico-investigativo.

Las evaluaciones acumuladas junto al examen final,
permitirán emitir la calificación final del
estudiante.

Tema I "Estructura de las Sustancias y sus
Propiedades"

1.1.- Estructura Atómica Moderna y Tabla
Periódica.

1.2.- Enlace Químico. Propiedades de las
sustancias y materiales electrotécnicos.

Problema: La necesidad de interpretar las
propiedades de las sustancias puras de interés en
Ingeniería en Telecomunicaciones, a partir de la
caracterización de sus estructuras;
como prerrequisito indispensable para la caracterización,
identificación, clasificación, de aleaciones,
mezclas
líquidas y solidas, etc. así como los efectos
nocivos de la contaminación ambiental.

Objeto: Las estructuras y propiedades que se
manifiestan en las sustancias puras que, forman parte de los
materiales de interés en Ingeniería en
Telecomunicaciones.

Objetivo General: (Habilidad)

Establecer las interrelaciones de causa-efecto entre la
estructura de las sustancias, sus propiedades y
aplicaciones.

(En cada subtema se mantiene el objetivo; pero
aplicado al campo de acción correspondiente).

En el subtema 1.1: Las estructuras y propiedades que
caracterizan y se manifiestan en los elementos químicos
de interés en Telecomunicaciones; así como su
sistematización en la tabla
periódica.
En el subtema 1.2: Las estructuras y propiedades que
caracterizan y se manifiestan en las sustancias puras (simples
o compuestas) de interés en
Telecomunicaciones.

Sistema de Conocimientos

Subtema 1.1. Estructura Atómica Moderna
y Tabla Periódica.

Estructura del átomo según la mecánica Cuántica. Concepto de
orbital atómico. Números Cuánticos. Distribución electrónica. Estructura de la tabla
periódica de 18 columnas. Clasificación de los
elementos químicos. Carga nuclear efectiva. Propiedades
periódicas. Variación de las propiedades
periódicas en un grupo y
período de elementos representativos.

Subtema 1.2. Enlace Químico.
Propiedades de las sustancias y Materiales
electrónicos.

Enlace químico. Tipos de enlace. Modelo
teórico de enlace Iónico. Ciclo de
Born–Haber. Propiedades de los compuestos iónicos.
Enlace covalente. Teoría
del enlace de valencia. Polaridad de enlace. Momento dipolar.
Moléculas polares y apolares. Teoría de orbitales
moleculares. Hibridación de orbitales. Interacciones entre
iones y moléculas y entre moléculas. Propiedades de
los compuestos covalentes. Algunas nociones de Química
Orgánica. Monómeros y Polímeros.
Polimerización. Polímeros Termoestables y
Termoplásticos. Teoría de las bandas. Conductividad
eléctrica en los sólidos. Aplicación de la
teoría de las bandas a la explicación del enlace
metálico. Propiedades de los metales.
Conductores y semiconductores.

SISTEMA DE ACCIONES:

Subtema 1.1.

Representar la configuración
electrónica de los átomos que forman cada
elemento dado Z (numero atómico) aplicando las reglas y
principios
para el llenado de los orbitales atómicos.
Inferir las propiedades que se derivan de la
estructura del átomo.
Identificar, clasificar y ubicar los elementos en la
tabla periódica a partir de su estructura
electrónica.
Deducir de la configuración electrónica
de los átomos de los datos que la
misma ofrece.
Valorar las propiedades atómicas
periódicas de los elementos a partir de la
ubicación en la tabla periódica y teniendo en
cuenta: la carga nuclear efectiva, el tamaño de los
átomos y el tipo de orbital en que se encuentra el
electrón más alejado del
núcleo.
Comparar las propiedades periódicas a partir
de la ubicación de los elementos en la tabla
periódica, tomando como base:

La carga nuclear efectiva.
El radio
atómico e iónico.
El tipo de orbital en que se inserta el
electrón diferenciante.

Subtema 1.2.

Predecir el tipo de enlace que se producirá,
basándose: de forma aproximada, en la ubicación
en la tabla periódica de los elementos enlazados y; con
mayor precisión, a partir de la diferencia de sus
electronegatividades.
Caracterizar cada tipo de enlace teniendo en cuenta
los modelos y
teorías correspondientes para su
estudio.
Determinar la estabilidad del enlace formado a partir
del balance energético, aplicando la teoría
correspondiente en cada caso.
Determinar la forma geométrica de la
estructura formada aplicando los criterios correspondientes
según el tipo de enlace. Análisis geométrico.
Inferir las propiedades de las sustancias a partir de
las características generales de su
estructura.
Relacionar las propiedades de las sustancias con los
materiales de interés electrónicos.
Resolver problemas donde se calculen los principales
parámetros relacionados con el tema.
Comprobar experimentalmente la relación entre
las propiedades de las sustancias y el tipo de enlace que
caracteriza la unión entre sus
átomos.
Diferenciar las sustancias iónicas, covalentes
y metálicas, según la manifestación
experimental de sus principales propiedades.
Conocer los principales grupos funcionales
orgánicos, la nomenclatura
general de las sustancias que los poseen, y las reacciones de
condensación y polimerización que pueden
experimentar este tipo de sustancias.
Diferenciar los polímeros termoestables de los
termoplásticos.

Tema II: "La Reacción Química como
Sistema"

Subtemas:

2.1.- La reacción química.
Termodinámica y cinética.

2.2.- Equilibrio Químico.

2.3.- Electroquímica y
corrosión.

Problema: La necesidad de interpretar, desde el
punto de vista estructural, estequiométrico,
cinético y termodinámico, los procesos
químicos y químico-físicos de interés
para la Ingeniería en Telecomunicaciones.

Objeto: Los procesos químicos y
químico – físicos (reacciones
químicas como sistemas)

El objeto es el mismo en todos los subtemas; sólo
cambian los enfoques para su estudio o las condiciones en que se
encuentra, su esencia es la misma.

Objetivo General del Tema (Habilidad)

Interpretar íntegramente la reacción
química como sistema, desde el punto de vista
termodinámico y cinético, tanto si se
efectúa de forma irreversible o si alcanza un equilibrio
químico.

(En cada subtema se mantiene el objetivo; pero aplicado
al campo de acción correspondiente).

Subtema 2.1-Interpretar la reacción
química como sistema, desde el punto de vista
termodinámico y cinético, en reacciones
irreversibles
Subtema 2.2-Interpretar la reacción
química como sistema, desde el punto de vista
termodinámico y cinético, en reacciones
reversibles que alcanzan el estado de
equilibrio sin cambios en el grado de
oxidación
Subtema 2.3. Interpretar la reacción
química como sistema, desde el punto de vista
termodinámico y cinético, en reacciones
reversibles que alcanzan el estado de
equilibrio con cambios en el grado de
oxidación

Sistema de Conocimientos

Subtema 2.1. La reacción
química. Termodinámica y
cinética.

Estado del sistema. Función de estado. Calor y
trabajo. Primer principio de la termodinámica.
Estequiometría. Conceptos básicos. Leyes
estequiométricas. Sustancia limitante.

Entalpía de reacción: entalpía de
formación y de combustión. Entropía. Variación de la
entropía en una reacción química.

Energía libre. Variación de la
energía libre en una reacción química.
Criterio termodinámico de espontaneidad. Cinética
química. Velocidad de
reacción. Factores que influyen en la velocidad de la
reacción. Energía de activación.

Subtema 2.2. Equilibrio
Químico.

Equilibrio químico. Caracterización del
estado de equilibrio químico. Diferentes formas de
expresar la concentración de una disolución.
Expresiones de la constante de equilibrio: Kc y Kp, su
relación. Relación entre la Ke y la energía
libre. Influencia de la temperatura en
el valor de la
Ke. Disolución acuosa de electrolitos.
Clasificación de los electrolitos. Teoría
ácido-base de Bronsted-Loury. pH y pOH.
Ionización de ácidos y
bases débiles. Hidrólisis salinas. Disoluciones
Buffer. Equilibrio en electrolitos poco solubles. Solubilidad y
Kps. Precipitación de electrolitos.

Subtema 2.3. Electroquímica y
corrosión.

Concepto de oxidación y reducción.
Electrodo reversible. Potencial normal. Tabla de potenciales
normales de electrodo. Desplazamiento del equilibrio en el
electrodo. Ecuación de Nernst. Pilas
galvánicas, fem de una pila. Variación de la
energía libre en un proceso redox.
Diagramas de
potenciales. Aplicación de los potenciales de electrodo a
la predicción de reacción redox.
Polarización de electrodos. Electrólisis. Predicción de las
reacciones catódicas y anódicas en una
electrólisis a partir de los potenciales de electrodos.
Leyes de Faraday. Corrosión. Mecanismo de corrosión
electroquímica. Velocidad de corrosión. Factores
que influyen en la corrosión. Métodos de
control.

Subtema 2.1

SISTEMA DE ACCIONES:

Aplicar el sistema conceptual para caracterizar los
diferentes sistemas, procesos y parámetros
termodinámicos.
Emplear los conceptos de estequiometría y las
leyes estequiométricas en los diferentes procesos tanto
termodinámicos como cinéticos.
Aplicación de las expresiones matemáticas relacionadas con el primero,
segundo y tercer principios de la termodinámica como
base para otros cálculos específicos.
Aplicar las diferentes ecuaciones
obtenidas, como método para resolver problemas
prácticos relacionados con el tema, vinculándolos
con la Ingeniería en Telecomunicaciones.
Interpretación del comportamiento de los procesos estudiados
(reacciones químicas) a partir de los resultados
numéricos calculados.
Explicar el efecto de los factores que determinan la
velocidad de reacción, basándose en los
fundamentos de las teorías de las colisiones y la del
complejo activado.
Determinar a partir de datos experimentales la
ley de
velocidad y los parámetros relacionados con la
misma.
Interpretar curvas de Ep(energía) vs
Cr(concentración).
Resolver problemas relacionados con el cálculo
de los principales parámetros que caracterizan el
comportamiento cinético de las reacciones
químicas (Energía de activación y la
Velocidad de reacción).
Interpretar el comportamiento cinético de las
reacciones químicas a partir de los valores
numéricos de los parámetros cinéticos
calculados
Resolver experimentalmente en el laboratorio,
situaciones problémicas relacionadas con el
comportamiento cinético y termodinámico de las
reacciones químicas, aplicando el algorítmo del
método investigativo.
Determinar experimentalmente el calor de una
reacción química a presión
constante, así como la ley de velocidad de una
reacción química

Subtema 2.2

SISTEMAS DE ACCIONES:

Identificar los tipos de equilibrio
químico.
Formulación de la ecuación que
representa el equilibrio químico presente.
Conocer el concepto de disolución y las
diferentes formas de expresar la concentración de
esta
Selección de la constante de equilibrio que
corresponde al sistema dado.
Interpretación de la Ke relacionándola
con los potenciales termodinámicos.
Resolver las expresiones matemáticas
correspondientes en función de los datos de problemas de
cálculo.
Interpretación de los resultados
Resolver experimentalmente en el laboratorio,
situaciones problémicas relacionadas con el
comportamiento de las reacciones químicas en estado de
equilibrio, aplicando el algorítmo del método
investigativo
Determinar experimentalmente, parámetros que
caracterizan a procesos químicos en equilibrio no
redox.

Subtema 2.3

SISTEMA DE ACCIONES:

Determinación de la condición de
proceso Redox o no, de una reacción química,
así como las diferentes categorías presentes en
ella.
Identificación del tipo de proceso
Redox.
Caracterización del sistema a partir de los
potenciales de electrodo. Si el electrodo no se encuentra en
condiciones normales debe ser rectificado teniendo en cuenta
las variables
correspondientes y el efecto de su polarización
(concentraciones, pH y sobrevoltaje).
Cálculo de los parámetros
termodinámicos vinculados con los procesos
electroquímicos.
Interpretar los valores de los parámetros
calculados.
Interpretar diagramas de potenciales.
Utilizar las leyes de Faraday en las pilas y en la
electrólisis.
Relacionar los procesos redox con la corrosión
y la protección contra este proceso.
Resolver experimentalmente en el laboratorio,
situaciones problémicas relacionadas con los procesos
electroquímicos, aplicando el algorítmo del
método investigativo.

Tema III: Equilibrio de Fases

Problema:La interpretación de los diagramas de fase
constituye una base parael trabajo diario de la
especialidad

Objeto: Diagramas de estados de equilibrios de
fases

Objetivo General del Tema: (Habilidad)

Interpretar diagramas de fases de sistemas binarios en
los equilibrios sólido – sólido,
sólido – líquido, en los casos más
comunes.

Sistema de conocimientos:

Equilibrio solido – líquido y temperatura de
fusión.
Sistemas ideales de dos componentes. Sistemas reales de dos
componentes con variación gradual de la presión
total a la temperatura de fusión. Diagrama de
fases de sistemas ideales reales. Destilación fraccionada Aleaciones
metálicas, importancia y estructura. Mezclas
mecánicas. Soluciones
sólidas. Combinaciones químicas. Regla de las
fases. Curvas de enfriamiento. Propiedades de las aleaciones y
sus aplicaciones.

SISTEMA DE ACCIONES

Caracterización cualitativa general de los
sistemas en equilibrio de fases.
Cálculo de los distintos parámetros que
caracterizan cuantitativamente los sistemas en equilibrio de
fases, aplicando las leyes, principios y reglas que
corresponda.
Explicación de los fenómenos
relacionados con los fenómenos de superficie y los
factores termodinámicos que los determinan.
Aplicación de la regla de las fases y la regla
de los segmentos.
Interpretación de diagramas de fases de uno,
dos y tres componentes.
Construcción de diagramas de fase a partir de
las curvas de enfriamiento obtenidas
experimentalmente.