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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

ESCUELA: U.P.I.I.C.S.A. CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD: COORDINACION: ACADEMIA DE QUIMICA DEPARTAMENTO: CIENCIAS BASICAS

ASIGNATURA: QUIMICA I CLAVE: IQV1 SEMESTRE: 3° CREDITOS: 6 VIGENTE: JULIO 1999 TIPO DE ASIGNATURA: TEORICA MODALIDAD: Escolarizada X Abierta .

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA

ASIGNATURAS ANTECEDENTES: Investigación Científica y Tecnológica ASIGNATURAS COLATERALES: Química Industrial I ASIGNATURAS CONSECUENTES: Química II y Química Industrial II El perfil del Ingeniero Industrial señala que dentro de sus funciones está el de contribuir a la eficacia y mayor productividad de los procesos industriales, por lo que se hace necesario que posea amplios conocimientos básicos de la Ingeniería en general, para aplicarlos a la solución de problemas de tipo industrial y social. Todo esto implica que el Ingeniero Industrial está involucrado con el elemento humano, en la organización y administración de la empresa industrial. La presencia universal de la Química dentro de las diferentes ramas de la industria, así como el desarrollo de la vida en la sociedad moderna, hace necesario que el Ingeniero Industrial tenga conocimientos firmes de aspectos aplicativos de los fenómenos físicos y químicos y de las transformaciones de los materiales que tienen lugar en su entorno. El adquirir los conocimientos básicos sobre esta área es esencial, ya que la Química tiene por objetivo describir, explicar y predecir las transformaciones de la materia que pueden tener lugar cuando situaciones diferentes se encuentran presentes y generan cambios en la misma. La Química en sí, tiene un doble interés : el científico y tecnológico.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA El alumno analizará el comportamiento químico de las sustancias y evaluará los cambios que se presentan en los materiales. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: H/SEMESTRE: 54 H/SEMANA: 3 H/TEORIA/SEMESTRE: 54 H/PRACTICA/SEMESTRE: 0

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIA DE QUIMICA I REVISADO POR: JEFATURA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL APROBADO POR: C.T.C.E. PRESIDENTE ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ

AUTORIZADO POR: COMISION DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL C.G.C. DEL IPN.



ASIGNATURA:_______________________________________QUIMICA I _______________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 2 DE 12 .

FUNDAMENTACION

El aspecto científico contribuye a la generación del conocimiento y mejor comprensión de las leyes de la naturaleza, mientras que la parte tecnológica responde a las necesidades del ser humano, permitiéndole crear sustancias y materiales útiles para satisfacerlas en forma más económica. En base a todo lo anterior, los cursos de Química proporcionan al estudiante las bases para conocer el comportamiento de los materiales que intervienen en un proceso y algunas de las características y propiedades que rigen la materia, así como analizar las variables involucradas en el desarrollo de un proceso industrial con la finalidad de tener una mejor comprensión, control y manejo de los fenómenos. La inclusión del curso de Química I dentro del plan de estudios de la carrera de Ingeniería Industrial obedece a la necesidad de conformar dichos planes de acuerdo a las recomendaciones que formulan los organismos encargados de la acreditación de planes y programas, a fin de que el Ingeniero Industrial egresado de la UPIICSA pueda ser competitivo y desarrollarse más ampliamente en el mercado laboral, nacional e internacional. La asignatura, dentro de la curricula del Ingeniero Industrial que se forma en la UPIICSA, es un antecedente para otras materias como: Química II, Procesos de Manufactura, Plantas y Procesos Industriales, Higiene y Seguridad, Tecnología de Materiales y Control de la Contaminación. Para un mejor y mayor aprovechamiento de la asignatura, el alumno deberá contar con los conocimientos básicos de Física, Química y Matemáticas para que de esta manera se optimice el aprendizaje. Además el programa contempla la intervención del catedrático con su exposición y la discusión de los diversos temas, así como la resolución de problemas prácticos que resulten ilustrativos para cada unidad, sin descuidar la participación de los alumnos durante el curso ya sea investigando, realizando ejercicios extra clase o exponiendo diversos temas de interés en el curso.



ASIGNATURA:________________________________________________QUIMICA I_______________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 3 DE 12 . No. UNIDAD I NOMBRE INTRODUCCION

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Al término de la unidad el alumno : • Identificará la importancia del estudio de la Química en su formación general, mediante el análisis de situaciones reales para un mejor desempeño

de sus labores en su campo de acción. • Relacionará algunas de las unidades de uso más común de los diferentes sistemas de unidades.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACION DIDACTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

1.1

1.2

Generalidades del curso Manejo de unidades en diferentes sistemas : SI, cgs, MKS, inglés

• Exposición del tema por el profesor. • Discusión y solución de ejemplos

ilustrativos. • Exposición por parte de los alumnos. • Solución de ejercicios por los alumnos. • Investigación de campo. • Dinámicas grupales.

APOYO DIDACTICO • Material Didáctico • Pizarròn, acetatos y rotafolios.

3

1 C



ASIGNATURA:______________________________________________QUIMICA I_________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 4 DE 12 . No. UNIDAD II NOMBRE QUIMICA DE LOS ELEMENTOS


Al término de la unidad el alumno : • Identificará las características químicas, riesgos de manejo y principales aplicaciones industriales de los elementos químicos de mayor importancia

en la Industria.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

2.1

2.2

2.3

Manejo de la tabla periódica Características de familias y grupos Principales elementos de aplicación industrial



APOYO DIDACTICO

• Material Didáctico • Pizarròn, acetatos y rotafolios.

9

3 C

4 B



ASIGNATURA:______________________________________________QUIMICA I_________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 5 DE 12 . No. UNIDAD III NOMBRE ESTADO GASEOSO


Al término de la unidad el alumno : • Aplicará las leyes de los gases ideales para predecir el comportamiento de un gas o de una mezcla de gases. • Aplicará los principios que rigen a los gases cuyo comportamiento es real, para determinar las variables que intervienen en un proceso.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

3.1 3.1.1

3.1.2

Gases ideales Postulados de la teoría cinética molecular Leyes de los gases ideales: Ley de Boyle, Ley de Charles y Gay-Lussac, Principio de Avogadro, Ecuación de los gases ideales



APOYO DIDACTICO


16

1 C

2 C

4 B

5 B



ASIGNATURA:__________________________________________QUIMICA I_____________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 6 DE 12 .

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

3.1.3

3.1.4

3.1.4.1 3.1.4.2

3.1.5

3.1.5.1 3.1.5.2

3.2 3.2.1

3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5

Ejercicios de aplicación con enfoque industrial Mezclas de gases ideales en procesos sin reacción Ley de Dalton, Ley de Amagat Problemas de aplicación en fenómenos de transferencia de calor, absorción y secado Mezclas de gases ideales en procesos con reacción Estequiometría Problemas de aplicación en reacciones en el estado gaseoso Gases reales Causas de desviación de la idealidad Ecuación de Van der Waals Licuefacción de gases Condiciones críticas Factor de compresibilidad



APOYO DIDACTICO




ASIGNATURA:___________________________________________QUIMICA I____________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 7 DE 12 . No. UNIDAD IV NOMBRE ESTADO LIUIDO


Al término de la unidad el alumno : • Relacionará las variables que intervienen en el cambio de fase líquida a vapor, utilizando la ecuación de Clausius Clapeyron. • Relacionará los fluidos newtonianos con la ecuación de Poiseuille.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

4.1

4.2

4.3

Características de los líquidos Presión de vapor. Ecuación de Clausius Clapeyron Viscosidad. Ecuación de viscosidad de Newton. Ecuación de Poiseuille



APOYO DIDACTICO


8

2 C

4 B

5 B



ASIGNATURA:____________________________________________QUIMICA I___________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 8 DE 12 . No. UNIDAD V NOMBRE ESTADO SOLIDO


Al término de la unidad el alumno : • Identificará la estructura de los sólidos y su relación con algunas de sus propiedades mecánicas.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

5.1

5.2

5.3

Características de los sólidos Redes cristalinas Soluciones sólidas



APOYO DIDACTICO

• Material Didáctico • Pizarrón, acetatos y rotafolios.

4

3 C

4 B

5 B



ASIGNATURA:___________________________________________QUIMICA I____________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 9 DE 12 . No. UNIDAD VI NOMBRE EQUILIBRIO DE FASES


Al término de la unidad el alumno : • Distinguirá los diferentes tipos de equilibrio de fases de acuerdo a sus características y sus diagramas. • Seleccionará el procedimiento adecuado para el cálculo de las concentraciones en soluciones binarias. • Aplicará el concepto de balance de materia para diferentes equilibrios de fases.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

6.1

6.2

6.3 6.3.1

Regla de las fases Sistemas de un componente. Diagramas de equilibrio de fases Sistemas de dos componentes Sistemas homogéneos. Soluciones líquidas




14

2 C

4 B

5 B

6 C

7 C



ASIGNATURA:____________________________________________QUIMICA I___________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 10 DE 12 .

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

6.3.1.1

6.3.1.2

6.3.1.3

6.3.1.4

6.3.2 6.3.2.1

6.3.2.2

Características de las soluciones Formas de expresar la composición (%masa, %mol, molaridad, molalidad, normalidad) Dilución, concentración y mezclas de soluciones Propiedades coligativas Sistemas heterogéneos Equilibrio líquido-vapor -Ley de Raoult -Diagramas de fases (P en función de C; T en función de C) -Balance de materia Equilibrio sólido-líquido -Curvas de solidificación -Diagramas de fases, eutéctico simple

-Balance de materia






IASIGNATURA: __________________________________________QUIMICA I ____________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 11 DE 12 .

PERÍIDO

UNIDADES TEMATICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

1o. Departamental

2o. Departamental

3o. Departamental

I a III.3.1.4

III.3.1.5 a IV

V a VI

Examen escrito 80 % Participación en Clase 20% Examen escrito 80 % Participación en Clase 20% Examen escrito 80 % Participación en Clase 20% Promedio de las tres evaluaciones parciales

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

1

2

3

4

X

X X X

Himmelblau, D.M., Balance de Materia y Energía, México, Prentice Hall, 1988, 658 pp. Crockford, H.D., Knight, S.B., Fundamentos de Fisicoquímica, México, CECSA, 1983, 459 pp. Mortimer, Ch. E., Química, México, Grupo Editorial Iberoamérica, 1983, 952 pp. Ander, P., y Sonnessa, A., Principios de Química, Limusa, 1989, 845 pp.



ASIGNATURA:__________________________________________QUIMICA I ____________________________________ CLAVE: IQV1 . HOJA: 12 DE 12 .

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

5

6

7

X

X X

Maron, S. H. y Prutton, C.F., Fundamentos de Fisicoquímica, México, Editorial Limusa-Noriega, 1989, 902 pp. Castellan, G.W., Fisicoquímica, E.U.A. Editorial Adison - Wesley, 1987, 835 pp. Vázquez, G.F. y Gil, F.E., Concentración de soluciones, México, AGT Editor, S.A., 1992, 275 pp.

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