CURSO : QUIMICA TRADUCCION : CHEMISTRY SIGLA : QIM201F CRÉDITOS : 10 MÓDULOS : 04 REQUISITOS : SIN REQUISITOS CARÁCTER : MINIMO DISCPLINA : QUIMICA I. DESCRIPCION Curso introductorio fundamental para los estudiantes del area cientifica, donde se profundizan los conocimientos adquiridos en la ense?anza media y es requisito basico para continuar los estudios de sus diferentes especialidades, como son la fisiologia, fisiopatologia, etc. Por otra parte, es un curso que tiene los contenidos y profundidad suficiente como para ser considerado un excelente aporte cientifico-cultural para estudiantes de otras areas. II. OBJETIVOS General: 1. Identificar los procesos quimicos y aplicar el metodo cientifico en el proceso. Especificos: 1. Desarrollar la capacidad de observar y comprender aspectos quimicos de actualidad, relacionados con los fenomenos de la vida diaria y con otras ciencias como son la fisica y la biologia. 2. Desarrollar la capacidad de observacion, el razonamiento y la rigurosidad cientifica por medio de actividades practicas en el laboratorio. III. CONTENIDOS 1. Introduccion. 1.1 La Quimica en el mundo actual. Su relacion con la tecnologia y con otras ciencias. 1.2 Propiedades generales de la materia y su clasificacion. 1.3 Mediciones en Quimica. 1.3.1 Sistema internacional de medidas (SI). Unidades. 1.3.2 Uso de los numeros y cifras significativas. 1.4 Atomos y elementos. 1.4.1 Origenes de la teoria atomica. 1.4.2 Particulas fundamentales del atomo. Numero atomico (Z), numero masico (A). Isotopos. 1.4.3 Masa atomica promedio. 1.4.4 La cantidad de materia como magnitud fisica. Concepto de mol. Numero de Avogadro. 1.4.5 Masa molar. 2. Relaciones de masa en las reacciones quimicas. 2.1 Nomenclatura basica. 2.2 Determinacion de formulas empirica y molecular. 2.3 Igualacion de ecuaciones quimicas. 2.4 Reactivo limitante. Pureza y rendimiento de una reaccion. 3. Estructura atomica. 3.1 Naturaleza y caracteristicas de la energia radiante. Modelo atomico de Bohr. 3.2 Concepto moderno del atomo, dualidad de la materia y orbitales atomicos. 3.3 Configuracion electronica de los elementos. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / Abril 2013 1 3.4 Sistema periodico: 3.4.1 Grupos y periodos. Clasificacion de los elementos segun su configuracion: gases nobles, elementos representativos, de transicion y de transicion interna. 3.4.2 Propiedades periodicas. Energia de ionizacion, radio atomico, radio ionico, electronegatividad, estado de oxidacion. 4. Enlace quimico. 4.1 Enlace ionico y metalico. 4.2 Enlace covalente. 4.2.1 El concepto de Lewis. Regla del octeto. 4.2.2 Teoria de enlace-valencia. Hibridacion. 4.2.3 Geometria molecular y angulos de enlace. Modelo de repulsion de pares electronicos. Polaridad del enlace covalente y momento dipolar. 4.3 Uniones intermoleculares. Fuerzas de London. Interacciones dipolares (ion dipolo, dipolo- dipolo). Uniones por puente de hidrogeno. 4.4 Relacion entre las propiedades fisicas de los compuestos y el tipo de enlace existente. 5. Estados de la materia. 5.1 Estado gaseoso. 5.1.1 Propiedades generales de los gases. 5.1.2 Teoria cinetico-molecular. 5.1.3 Leyes de los gases ideales. Ecuacion de estado. 5.2 Estado liquido. 5.2.1 Propiedades generales de los liquidos: Presion de vapor, tension superficial, viscosidad, temperatura de ebullicion, punto critico. 5.2.2 Mezclas y disoluciones. Mezclas homogeneas y heterogeneas. 5.2.3 Disolvente y soluto. Disolucion saturada. Solubilidad. 5.2.4 Unidades de concentracion: molaridad, molalidad, normalidad, fraccion molar, %masa/masa, % volumen/volumen, %masa/volumen, partes por millon. 5.2.5 Propiedades coligativas de las disoluciones. Variacion de la presion de vapor, ley de Raoult. Descenso de la temperatura de solidificacion. Aumento de la temperatura de ebullicion. Presion osmotica. 5.3. Estado solido. 5.3.1 Propiedades generales de los solidos. 5.3.2 Cambios de estado. Temperatura de fusion. Sublimacion. 6. Termoquimica. 6.1 Formas de energia. Concepto de sistema. Ley de conservacion de la energia. 6.1.1 Energia interna. Entalpia de reaccion, de formacion y de combustion. Ley de Hess. Energias de enlace. 6.1.2 Concepto de entropia. 6.1.3 Concepto de energia libre. Ecuacion de Gibbs. Espontaneidad de una reaccion quimica. 7. Velocidad de reaccion y equilibrio quimico. 7.1 Factores que afectan a la velocidad de reaccion. Ley de velocidad de reaccion. 7.1.1 Catalisis. Teoria de las colisiones. Cambios de energia durante una reaccion. 7.1.2 Equilibrio quimico. Ley de equilibrio quimico. Calculo de las constantes de equilibrio Kc y Kp. Calculo de concentraciones en el equilibrio y grado de disociacion. 7.1.3 Principio de Le Chatelier. Desplazamiento del equilibrio. 8. Equilibrio ionico. 8.1. Introduccion. 8.1.1 Electrolitos fuertes y debiles. 8.1.2 Concepto de acido y base segun Arrhenius, Lowry-Bronsted y Lewis. 8.1.3 Fuerza de acidos y bases. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / Abril 2013 2 8.2 Equilibrio acido-base. 8.2.1 Ionizacion del agua. 8.2.2 Calculo del pH de acidos y bases fuertes. 8.2.3 Calculo del pH de acidos y bases debiles. 8.2.4 Hidrolisis de sales acidas y basicas. Calculo del pH de hidrolisis. 8.2.5 Disoluciones buffer (tampon o amortiguadoras). Preparacion y propiedades. 8.2.6 Ecuacion de Henderson-Hasselbabach y su aplicacion. 8.2.7 Neutralizacion. Valoracion acido-base. Indicadores acido-base. Aplicaciones. 9. Equilibrio heterogeneo. 9.1 Concepto de solubilidad. Producto de solubilidad. 9.2 Estimacion de la formacion de un precipitado. 10. Oxido-reduccion. 10.1 Concepto de oxidacion y reduccion. 10.2 Igualacion de ecuaciones de oxido-reduccion. 10.3 Potenciales normales de oxidacion-reduccion. Prediccion de reacciones redox. 10.4 Ecuacion de Nerst. 10.5 Electrolisis. Leyes de Faraday. 11. Parte Experimental. 11.1 La calendarizacion de practicas de laboratorio esta disponible en la guia de Laboratorio y en la pagina web del curso. IV. METODOLOGIA - Clases expositivas. - Talleres de ejercicios. - Sesiones experimentales de laboratorio. V. EVALUACION - Evaluaciones parciales escritas: 90% - Informes de Laboratorio: 10% VI. BIBLIOGRAFIA Chang, R. Quimica. 6? Ed. Mexico, Editorial Mc Graw Hill, 1999. Contreras, R. La vision de la Quimica General a traves de multiples ejercicios. Santiago, Publicaciones PUC, 2002. Moore, Stanitski, Wood & Kotz El mundo de la Quimica. Concepto y aplicaciones. 2? Ed. Mexico, Pearson Education, 2000. Petrucci, R. & W. Harwoo Quimica General. 7? Ed. Espa?a, Editorial Prentice Hall, 1999. Umland, J. Quimica General. Editorial Internacional Thomson, 1999. Whitten, K. & R. P. Davis Quimica General. 5? Ed. PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE FACULTAD DE QUIMICA / Abril 2013 3