La asignatura Fundamentos Químicos de la Ingeniería ofrece al alumnado la posibilidad de adquirir conocimientos básicos acerca de la estructura, propiedades y comportamiento de la materia. Esto permitirá establecer las relaciones esenciales entre la estructura, los sistemas materiales y las propiedades observadas, así como comprender ciertos procesos industriales.



Fundamentos Químicos de la Ingeniería es una asignatura obligatoria de 9 créditos ECTS, perteneciente al módulo “Formación Básica (FB)”, que se imparte en la Escuela de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz (EIVG) en el primer curso de los Grados en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática, Ingeniería Mecánica e Ingeniería Química Industrial, y en los Dobles Grados en Administración y Dirección de Empresas + Ingeniería Mecánica y en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática + Ingeniería Mecánica.



Esta materia proporciona al alumnado conocimientos básicos que, posteriormente, le permitirán abordar el estudio de otras disciplinas, así como comprender las propiedades macroscópicas de la materia que se estudian en el campo de la ingeniería y que tienen su fundamento en la estructura microscópica de la misma. Esta materia sirve como base para varias asignaturas posteriores de los Grados en Ingeniería en Electrónica y Automática e Ingeniería Mecánica, como por ejemplo, Ciencia de los Materiales (2º curso) o Tecnologías Ambientales (4º curso). Con respecto al Grado de Ingeniería en Química Industrial, adquirir las competencias asociadas a esta materia resulta indispensable para el posterior abordaje de todas las asignaturas del Módulo “Tecnologías específicas: Especialidad Química Industrial” (Control de Procesos Químicos, Experimentación en Ingeniería Química I y II, Físico-Química, Ingeniería de la Reacción Química, Operaciones Unitarias, Química Analítica, entre otras).

COMPETENCIAS



COMPETENCIAS ESPECÍFICAS



FB4. Capacidad para comprender y aplicar los principios de conocimientos básicos de la química general, química orgánica e inorgánica, y sus aplicaciones en la ingeniería.

FB7. Aplicar las estrategias propias de la metodología científica para resolver problemas: realizar observaciones con conciencia del marco teórico e interpretativo que las dirige; analizar la situación problemática cualitativa y cuantitativamente, plantear hipótesis y soluciones utilizando los modelos adecuados.

FB8. Comunicar adecuadamente los conocimientos, procedimientos, resultados, destrezas y aspectos inherentes a las materias básicas de la ingeniería, utilizando el vocabulario, la terminología y los medios apropiados.



COMPETENCIAS TRANSVERSALES



FB10. Adoptar una actitud responsable, ordenada en el trabajo y dispuesta al aprendizaje considerando el reto que plantea la necesaria formación continua



RESULTADOS DE APRENDIZAJE



1. Conocer y aplicar los modelos sobre la estructura de la materia para comprender las propiedades y comportamiento de las sustancias y de los materiales (FB4).

2. Conocer y comprender los principios y teorías básicas sobre los procesos físicos y químicos que pueden sufrir diferentes tipos de sustancias químicas bajo determinadas condiciones para poder determinar, en cada aplicación, los efectos producidos (FB4).

3. Aplicar el razonamiento a la resolución de problemas y/o experiencias de laboratorio, así como a la elaboración de informes precisos (FB7).

4. Ser capaz de comunicar y transmitir conocimientos, procedimientos y resultados utilizando la terminología propia de la ingeniería y específica de la química (FB8).

5. Adoptar una actitud responsable, ordenada en el trabajo y dispuesta al aprendizaje (FB10).

6. Adquirir conocimientos y estrategias de aprendizaje que permitan avanzar en estudios posteriores (FB10).

Para alcanzar los objetivos definidos en la asignatura se ha realizado la siguiente selección de contenidos:



TEMA I. FUNDAMENTOS BÁSICOS

- Formulación y nomenclatura inorgánica.

- Estados de la materia.

- Conceptos básicos (masa atómica, concepto de mol y masa molar, entre otros).

- Determinación de fórmulas químicas (fórmula empírica y molecular).

- Representación simbólica de las reacciones químicas mediante ecuaciones químicas.

- Conceptos básicos relacionados con las ecuaciones químicas (estequiometría, reactivo limitante, rendimiento y pureza).



TEMA 2. ESTRUCTURA ATÓMICO-MOLECULAR

- Modelo mecano-cuántico del átomo.

- Estructura electrónica.

- Tabla Periódica. Propiedades periódicas.

- Enlace químico.

- Estructura y propiedades de las sustancias moleculares.



TEMA 3. ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA. EQUILIBRIO ENTRE FASES

- Estado sólido (tipos de sólidos cristalinos y sus propiedades características (conductividad térmica, conductividad eléctrica en estado sólido, líquido o en disolución, punto de fusión y solubilidad, entre otros).

- Estado gaseoso (propiedades de los gases, sistemas gaseosos ideales, teoría cinética de los gases).

- Estado líquido (tensión superficial, viscosidad, presión de vapor).

- Diagramas de equilibrio entre fases.



TEMA 4. TERMOQUÍMICA

- Primer principio de la termodinámica.

- Cálculo de la variación de la energía interna (∆U) y de la entalpía (∆H) en una sustancia. Procesos de intercambio de energía con y sin cambio de fase.

- Cálculo de la variación de la energía interna (∆U) y de la entalpía (∆H) en una reacción.



TEMA 5. DISOLUCIONES. PROPIEDADES COLIGATIVAS

- Disoluciones y cálculo de la concentración.

- Solubilidad y Ley de Henry.

- Propiedades coligativas.

- Disoluciones de soluto volátil. Comportamiento ideal (Ley de Raoult) y comportamiento real (Diagramas Pxy/Txy).

- Proceso de destilación simple.



TEMA 6. FUNDAMENTOS BÁSICOS DE QUÍMICA ORGÁNICA

- Formulación y nomenclatura de compuestos químicos. Grupos funcionales.



TEMA 7. ESTUDIO CINÉTICO DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

- Conceptos básicos de cinética química: velocidad de reacción, orden de reacción, ecuación de velocidad.

- Modelos cinéticos simples: reacción de orden cero, uno y de orden dos.

- Efecto de la temperatura. Ecuación de Arrhenius.

- Introducción a la catálisis.



TEMA 8. EQULIBRIO QUÍMICO

- Fundamentos termodinámicos del equilibrio químico.

- Principio de Le Châtelier.



TEMA 9. EQUILIBRIO ÁCIDO/BASE

- Conceptos básicos (ácido, base, especie conjugada, especie anfótera).

- Constante de disociación ácida (Ka) y básica (Kb).

- Escala de pH.

- Reacción de hidrólisis.

- Valoración ácido-base (punto de equivalencia, error de valoración e indicadores ácido-base).



TEMA 10. EQUILIBRIO IÓNICO HETEROGÉNEO

- Reacción de precipitación.

- Constante del producto de solubilidad (Kps).

- Efecto del ion común.

- Efecto de la variación del pH.

- Precipitación fraccionada.



TEMA 11. ELECTROQUÍMICA

- Reacción REDOX.

- Celda voltaica o galvánica.

- Celda electrolítica.

ACTIVIDADES PRESENCIALES



CLASES TEÓRICAS (45 h)



Durante las 30 semanas del curso académico se imparte una sesión semanal (1.5 h) en la que se transmiten los conceptos y se explican los desarrollos teóricos relacionados con los objetivos a alcanzar en cada una de las sesiones. Las explicaciones se completan con la realización de ejercicios y actividades que permiten la adquisición de las competencias establecidas.



PRÁCTICAS DE AULA (30 h)



Las prácticas de aula tienen lugar durante las 30 semanas del curso (1.0 h/semana). Estas sesiones están centradas, fundamentalmente, en la realización de problemas y actividades prácticas.



PRÁCTICAS DE LABORATORIO (15 h)



Las prácticas de laboratorio permiten experimentar y poner en práctica los conocimientos adquiridos mediante las clases magistrales, las prácticas de aula y el trabajo personal. Asimismo, posibilitan conocer las técnicas experimentales básicas empleadas en un laboratorio químico y adquirir habilidades propias del trabajo de laboratorio.



Cada estudiante debe realizar 5 sesiones prácticas de 3 h cada una que se imparten en el laboratorio de Química Básica de la EIVG, de acuerdo al calendario y horario propuesto para cada grupo.



Las prácticas se realizan de manera individual, siempre que el material disponible lo permita. En caso de que el número de estudiantes matriculados supere los puestos de trabajo en el laboratorio, las prácticas se realizarían por parejas, lo que permitiría, de manera adicional, trabajar otras competencias como el trabajo en equipo.



Por otro lado, es necesario entregar un cuestionario previo a la sesión práctica, en el cuál se debe responder varias cuestiones relacionadas con la práctica. Dicho informe debe ser entregado de manera individual en el momento de entrar al laboratorio. Al finalizar la sesión práctica, el alumnado debe realizar un test relacionado con el contenido de la práctica. Por último, el alumnado dispone de una semana para entregar un cuestionario final en el que se recogen los resultados obtenidos y las principales conclusiones extraídas tras el desarrollo de la práctica.



TUTORÍAS



Las tutorías, tanto individuales como grupales, se utilizan para resolver dudas, guiar trabajos y problemas, situar el estado evolutivo del alumno/a dentro de la materia, proponer mejoras para aumentar el rendimiento académico, etc. En general, es una actividad voluntaria (individual o colectiva) y se realiza a petición del alumnado. No obstante, a lo largo del curso se plantean una serie de entregables grupales (cuya realización es voluntaria) que requieren la asistencia a tutorías.





ACTIVIDADES NO PRESENCIALES (135 h)



El trabajo continuado por parte del y de la estudiante resulta imprescindible para desarrollar las competencias de la asignatura. Además de la preparación de las pruebas escritas, el alumnado, debe dedicar las horas de docencia no presencial a:



o Completar apuntes, consultar bibliografía y resolver cuestiones y/o problemas que, en algunos casos, podrán ser tareas entregables (dedicación semanal aproximada de 3-4 h).



o Preparar las sesiones de laboratorio (dedicación previa de 1.5 h a 2.0 h para preparar la experiencia y contestar a una serie de preguntas previas) y elaborar el informe correspondiente (dedicación de 2.0 h a 3.0 h/práctica).



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una docencia no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.).

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 10
  • Prácticas de laboratorio (%): 20

SISTEMA DE EVALUACIÓN:



PRUEBA ESCRITA (70 % de la calificación final)



La prueba escrita se compone de dos pruebas:



- La primera prueba corresponde a los contenidos del primer cuatrimestre y se realiza durante el mes de enero, coincidiendo con el periodo establecido por el Centro para la realización de los exámenes del primer cuatrimestre.



- La segunda prueba se realiza durante el mes de mayo, coincidiendo con el periodo establecido por el Centro para la realización de la Convocatoria Ordinaria. En este caso:



Si el alumno o la alumna ha obtenido una calificación ≥5 en la primera prueba, se evalúa de los contenidos del segundo cuatrimestre.



En este caso, la calificación final correspondiente a la prueba escrita se calcula como la media simple de las notas de las dos pruebas, siempre que se haya obtenido una nota ≥4 en la segunda prueba.



Si el alumno o la alumna ha obtenido una calificación <5 en la primera prueba, se evalúa de los contenidos de todo el temario. Además, el examen consta de dos partes diferenciadas, correspondiendo cada una de ellas a los contenidos de cada cuatrimestre.



En este caso, la calificación final correspondiente a la prueba escrita se calcula como la media simple de las notas obtenidas en las 2 partes que conforman el examen de la Convocatoria Ordinaria, siendo necesario que ambas notas sean ≥4 sobre 10.



REALIZACIÓN DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS (10 % de la calificación final)



A lo largo del curso se realizan una serie de actividades prácticas que, a modo de ejemplo, pueden consistir en resolución de problemas y casos, pruebas escritas o cuestionarios, entre otros.



PRÁCTICAS DE LABORATORIO (20 % de la calificación final)



A lo largo del curso se realizan 5 prácticas que se valoran de la siguiente manera:



- Realización de las prácticas de laboratorio: 25 %

- Presentación y evaluación de los cuestionarios previos: 15 %

- Test de evaluación (a realizar tras cada sesión práctica): 25 %

- Presentación y evaluación de los cuestionarios finales: 35 %



REQUISITOS para aprobar la asignatura:



- Realizar todas las prácticas de laboratorio y presentar debidamente cumplimentados los cuestionarios iniciales, los test posteriores a las prácticas y los cuestionarios finales de todas las prácticas de laboratorio dentro del plazo establecido.



- Obtener una calificación ≥5 en la calificación final (obtenida como media ponderada de las calificaciones correspondientes a la prueba escrita, la realización de prácticas y las prácticas de laboratorio). Además, es obligatorio:



Obtener una calificación ≥5 sobre 10 en la prueba escrita (70 %).



Obtener una calificación ≥4 sobre 10 en las prácticas de laboratorio (20 %).



No es necesario obtener una nota mínima en el caso de las actividades prácticas (10 %).



Aquellos/as alumnos/as que no cumplan con alguno de estos requisitos son calificados con un 4.0 (como máximo) en el acta de la Convocatoria Ordinaria, independientemente de la calificación final obtenida.



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una evaluación no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.). Las características de esta evaluación no presencial se publicarían en eGela.



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA



Aquellos/as estudiantes que no se presenten a la prueba escrita constaran como "No Presentado/a" en el acta correspondiente.



PRUEBA FINAL



Aquellos/as alumno/as que cumplan las condiciones establecidas en la normativa de la UPV/EHU y soliciten la realización de una prueba final dentro del plazo establecido para ello (Capitulo II, Artículo 8 del Acuerdo de 15 de diciembre de 2016, del Consejo de Gobierno de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea, por el que se aprueba la Normativa reguladora de la Evaluación del alumnado en las titulaciones oficiales de Grado), deben realizar las siguientes actividades:



- Una prueba escrita relacionada con los contenidos teórico-prácticos de la asignatura, que tendrá un peso del 80 % de la calificación final.



- Un examen práctico de laboratorio, que tendrá un peso del 20 % de la calificación final.



REQUISITOS para aprobar la asignatura (PRUEBA FINAL)



- Obtener una calificación ≥5 en la calificación final (obtenida como la media ponderada de las calificaciones correspondientes a la prueba escrita y al examen práctico).



- Obtener una calificación ≥4 en cada una de 2 las partes (prueba escrita y examen práctico de laboratorio).



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una evaluación no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.). Las características de esta evaluación no presencial serán publicadas en eGela.



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA ORDINARIA



Aquellos/as alumnos/as que no se presenten a la prueba final (prueba escrita y examen práctico) constarán como “No Presentado/a” en el acta correspondiente.

 

En la convocatoria extraordinaria los alumnos y las alumnas deben realizar las siguientes actividades:



- Una prueba escrita que tiene las siguientes características:



Si el alumno o la alumna ha obtenido una calificación ≥5 en el examen relacionado con los contenidos teórico-prácticos del primer cuatrimestre (nota obtenida en la convocatoria de enero o mayo, con un peso del 40 % de la calificación final en esta convocatoria) y <5 en el examen relacionado con los contenidos teórico-prácticos del segundo cuatrimestre (nota obtenida en la convocatoria de mayo), en la prueba escrita de la Convocatoria Extraordinaria se evalúa de los contenidos del segundo cuatrimestre. En este caso, el examen de la Convocatoria Extraordinaria tiene un peso del 40 % de la calificación final.



De este modo, la calificación final correspondiente a la prueba escrita se calcula como la media simple de las notas de las dos pruebas, siempre que se haya obtenido una nota ≥4 en la prueba de la Convocatoria Extraordinaria.



Si el alumno o la alumna ha obtenido una calificación <5 en el examen relacionado con los contenidos teórico-prácticos del primer cuatrimestre (nota obtenida en la convocatoria de enero o mayo) y ≥5 en el examen relacionado con los contenidos teórico-prácticos del segundo cuatrimestre (nota obtenida en la convocatoria de mayo, con un peso del 40 % de la calificación final en esta convocatoria), en la prueba escrita de la Convocatoria Extraordinaria se evalúa de los contenidos del primer cuatrimestre. En este caso, el examen de la Convocatoria Extraordinaria tiene un peso del 40 % de la calificación final.



De este modo, la calificación final correspondiente a la prueba escrita se calcula como la media simple de las notas de las dos pruebas, siempre que se haya obtenido una nota ≥4 en la prueba de la Convocatoria Extraordinaria.



Si el alumno o la alumna ha obtenido una calificación <5 en los exámenes relacionados con los contenidos teórico-prácticos de los 2 cuatrimestres (tanto en la convocatoria de enero como en la de mayo), en la prueba escrita de la Convocatoria Extraordinaria se evalúa de los contenidos teórico-prácticos de toda la asignatura. En este caso, el examen de la Convocatoria Extraordinaria tiene un peso del 80 % de la calificación final y consta de dos partes diferenciadas, correspondiendo cada una de ellas a los contenidos de cada cuatrimestre.



De este modo, la calificación final correspondiente a la prueba escrita se calcula como la media simple de las notas obtenidas en las 2 partes que conforman el examen de la Convocatoria Extraordinaria, siendo necesario que ambas notas sean ≥4 sobre 10.



- Un examen práctico de laboratorio, que tiene un peso del 20 % de la calificación final. En caso de que las prácticas de laboratorio se hayan realizado a lo largo del curso y se haya obtenido una calificación ≥4 en este apartado, existe la posibilidad de conservar dicha calificación, suponiendo ésta el 20 % de la calificación final.



REQUISITOS PARA APROBAR LA ASIGNATURA



Obtener una calificación ≥5 en la calificación final (obtenida como la media ponderada de las calificaciones correspondientes a la prueba escrita y el examen práctico o las prácticas de laboratorio).



*Si las circunstancias sanitarias obligasen a realizar una evaluación no presencial, se emplearían los medios informáticos de los que dispone la UPV/EHU (Webex, eGela, etc.). Las características de esta evaluación no presencial se publicarían en eGela.



RENUNCIA A LA CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA



Aquellos/as alumnos/as que no se presenten a la prueba final constarán como "No Presentado/a" en el acta correspondiente.

Colecciones de problemas y cuestiones propias de la asignatura.

Bibliografía básica

NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN



- Beobide, G. (2019). Formulazioa eta nomenklatura kimikoa. IUPACen arauak eta ariketak. Ed. UPV/EHU.Arrizabalaga, A. (1994). Formulazioa eta nomenklatura kimikan. Ed. UPV/EHU.

- Quiñoá, E.; Riguera, R.; Vila, J. M. (2010). Nomenclatura y formulación de los compuestos inorgánicos. Ed. McGraw-Hill.

- Quiñoá, E.; Riguera, R. (2010). Nomenclatura y representación de los compuestos orgánicos. Ed. McGraw-Hill.



QUÍMICA GENERAL



- Brown, T. D.; Lemay, H. E.; Bruce, J. R.; Bursten, E.; Burdge, J. (2003). Química. La Ciencia Central. Ed. Pearson Prentice Hall.

- Casabó, J. (2009). Egitura atomikoa eta lotura kimikoa. Ed. UPV/EHU.

- Chang, R. (2010). Química. Ed. McGraw-Hill, 10º edición.

- Quiñoá, E.; Riguera, R. (2004). Cuestiones y ejercicios de química orgánica. Ed. McGraw-Hill, 2º edición.

- McMurry, J.E.; Fay, R.C. (2009). Química General. Ed. Pearson Education, 5º edición

- Reboiras, M.D. (2008). Química: la ciencia básica. Ed. Thomsom, 2º edición.

- Urretxa, I.; Iturbe, J. (1999). Kimikako problemak. Ed. Udako Euskal Unibertsitaea.

- Vollhardt, K.P.C.; Schorbe, N.E. (2008). Kimika organikoa egitura eta funtzioa. Ed. UPV/EHU.



LIBROS DE PRÁCTICAS



- Beran, J.A. (2014). Laboratory Manual for Principles of General Chemistry. Ed. Wiley.

- Chemical Education Material Study (1987). Química. Una ciencia experimental. Ed. Reverté.

- Martínez, J.; Narros, A.; de la Fuente, Mª del Mar; Pozas, F.; Díaz, V. M. (2009). Experimentación en química general. Ed. Paraninfo.

- Navarro, A.; Gonzalez, F. (1986). Prácticas y técnicas de laboratorio. Ed. Universidad Politécnica de Catalunya.

Bibliografía de profundización

- Casabó, J. (2007). Estructura atómica y enlace químico. Editorial Reverté.
- Ghasem, N.; Henda, R. (2009). Principles of Chemical Engineering Processes. Editorial Taylor & Francis Group.
- Primo-Yúfera, E. (2007). Química Orgánica básica y aplicada: de la molécula a la industria. Tomo II. Editorial Reverté.
- Rodgers, G. E.; Cabañas, M. V.; Regi, M. V. (1995). Química inorgánica: introducción a la química de coordinación, del estado sólido y descriptiva. Editorial McGraw-Hill Interamericana de España.

Direcciones web

http://www.egela.ehu.es

http://www.ptable.com/?lang=es

https://www.luc.edu/media/lucedu/sustainability-new/pdfs-biodiesel/Biodiesel%20Curricula%20-%20Version%205.0.pdf