La asignatura Metodología Experimental en Química pertenece al módulo básico del primer año del Grado en Química, y complementa a la asignatura Operaciones Básicas de Laboratorio (Primer cuatrimestre). La asignatura Metodología Experimental en Química es una asignatura práctica, y está muy relacionada con la asignatura Química General II, ambas del mismo curso. Los conceptos teóricos explicados en Química General II se llevan a la práctica en Metodología Experimental en Química.



En la primera parte de la asignatura se trabajan dos conceptos principales, Cinética y Termodinámica, a través de las prácticas de laboratorio: se determina la velocidad de reacción de dos reacciones químicas, y se miden experimentalmente los cambios energéticos que ocurren en procesos químicos y físicos. Además, se cuantifica el equilibrio químico y físico a través de la determinación de la constante de equilibrio de una reacción y de la determinación de las constantes termodinámicas del proceso de evaporación de un compuesto puro.



En la segunda parte de la asignatura se estudian los equilibrios en disolución, tanto en el laboratorio como con la ayuda del ordenador (Programa MEDUSA), y se determinan varios parámetros del agua poniendo en práctica la metodología de análisis a través de los equilibrios. En concreto, se determina la alcalinidad, la dureza, el contenido en cloruros y el contenido en cromo (VI) a través del equilibrio ácido-base, de formación de complejos, de precipitación y redox, respectivamente. Además, los resultados obtenidos en el laboratorio se analizan utilizando la estadística básica (EXCEL).



La asignatura Metodología Experimental en Química, además de ser un buen punto de partida, es necesaria para poder cursar y aprobar las asignaturas Experimentación en Químico Física (segundo curso del grado) y Experimentación en Química Analítica (tercer curso del grado), ambas asignaturas del módulo básico del grado.



Para poder aprobar con garantías la asignatura, es muy recomendable dominar los conocimientos adquiridos en las asignaturas Operaciones Básicas de Laboratorio y Química General II, así como dominar la metodología para resolver ecuaciones matemáticas (de segundo de bachillerato). Aunque no es obligatorio estudiar Química en el bachillerato, es muy recomendable para afrontar la asignatura Metodología Experimental en Química.

M01CM01 Utilizar el lenguaje químico y los principios de formulación de sustancias químicas.

M01CM02 Manejar los principios y teoría básica de la reacción química de distintos tipos de sustancias.

M01CM03 Utilizar de forma segura los medios y técnicas habituales de un laboratorio.

M01CM04 Emplear las herramientas matemáticas básicas y los procesos de análisis de datos en un entorno científico.

M01CM05 Observar, analizar y presentar resultados en el campo de la química y otras ciencias experimentales.

M01CM09 Utilizar las diversas ciencias experimentales para la comprensión de fenómenos químicos.

M01CM10 Emplear los estilos de referencia de la literatura científica en la comunicación oral y escrita.

M01CM11 Manejar las fuentes de información y documentación más habituales en ciencias experimentales.



El alumnado adquiere los siguientes Resultados de Aprendizaje:



-Obtiene datos experimentales en el laboratorio y los interpreta adecuadamente para calcular velocidades de reacción química.

-Mide, analiza, calcula e interpreta los cambios energéticos que suceden tanto en procesos químicos como físicos.

-Cuantifica experimentalmente el equilibrio químico y los cambios de fase de sustancias puras.

-Usa el concepto de equilibrio químico para la determinación de parámetros del agua.

-Analiza e interpreta los resultados logrados en el laboratorio para obtener conclusiones.

-Plasma en un informe lo realizado en el laboratorio y los resultados obtenidos.

-Trabaja colaborativamente en el laboratorio con un compañero.

-Distingue el material común de laboratorio y sabe utilizarlo adecuadamente en cualquier tarea de laboratorio.

-Sabe llevar a cabo las operaciones habituales de un laboratorio: pesada, medida volumétrica, valoración, etc.

Contenidos teórico-prácticos:



-Utilización de hojas de cálculo. Tablas y gráficos en Excel. Cálculos básicos en Excel. Aplicaciones estadísticas (estadistica descriptiva, comparación de resultados).

-Simulación de equilibrios químicos.



Prácticas:



-Cinética de la reacción entre el tiosulfato y el ácido clorhídrico. Efecto de la temperatura.

-Cinética de la reacción entre los iones yoduro y persulfato. Energía de activación.

-Entalpia de neutralización y disolución.

-Constante de equilibrio de una reacción. pKa de la fenolftaleína.

-Presión de vapor y entalpía de vaporización de líquidos puros.

-Determinación de la alcalinidad del agua mediante una valoración ácido-base.

-Determinación de la dureza del agua mediante una valoración complexométrica.

-Determinación de cloruros mediante el método de Mohr y valoración conductimétrica

-Determinación de dicromato mediante valoración redox.

Se combinarán prácticas de laboratorio (Obligatorias) con sesiones de ordenador para trabajar operaciones básicas en experimentación química. Antes de realizar la practica se explicará en el aula y el tratamiento de los resultados obtenidos se trabaja en el seminario. Con el fin de impulsar una actitud positiva hacia el trabajo en equipo y el espíritu crítico, las prácticas se realizan en parejas y en el resultado final se analizarán los resultados obtenidos por todas ellas. A su vez se trabajarán aspectos relacionados con la utilización de la información y comunicación de resultados.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 20
  • Realización de prácticas (ejercicios, casos o problemas) (%): 20
  • Trabajos individuales (%): 40
  • Examen práctico (%): 20

Sistema de evaluación:



Se llevará a cabo un sistema de evaluación continua que constará de los siguientes apartados:



1. Evaluación continua (60% de la nota de la asignatura).

- Trabajo y cuaderno de laboratorio, preguntas previas a las prácticas y ejercicios (20%).

- Informes de laboratorio (40%).

2.- Prueba final escrita (20% de la nota de la asignatura).

3.- Prueba final práctica (20% de la nota de la asignatura).



La calificación final se obtendrá teniendo en cuenta todos los apartados, pero como mínimo será necesario obtener una nota de 4 sobre 10 en cada uno de los 3 apartados, y un 5 en el global.



A continuación se describen los criterios generales de evaluación:

1. Trabajar eficazmente con un/a compañero/a.

2. Utilizar adecuadamente el material de laboratorio.

3. Realizar las técnicas habituales de laboratorio de forma precisa.

4. Utilizar adecuadamente las técnicas instrumentales específicas de cada práctica.

5. Obtener datos experimentales con un margen de error admisible.

6. Presentar los resultados científicos teniendo en cuenta magnitud, error y unidades.

7. Utilizar las herramientas matemáticas para el tratamiento de datos.

8. Analizar los resultados obtenidos extrayendo conclusiones científicas.

9. Estructurar y expresar adecuadamente el informe escrito de la práctica de laboratorio.

10. Usar las fuentes de documentación e información habituales en ciencias experimentales.



La evaluación será educativa dado que se recibirá un continuo feedback, entre otras cosas, para mejorar la habilidad en las prácticas habituales de un laboratorio de química y lograr escribir informes cada vez mejores según avance la asignatura.



El alumnado podrá renunciar a la convocatoria hasta un mes antes de la fecha de finalización del período docente de la asignatura. Esta renuncia deberá presentarse por escrito ante el profesorado responsable de la asignatura.



Si no se puede/quiere realizar la evaluación continua se puede optar por un sistema de evaluación final. Para ello, se deberá presentar por escrito al profesorado responsable de la asignatura la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispondrá de un plazo de 9 semanas a contar desde el comienzo del cuatrimestre. En tal caso, realizará una prueba final que supondrá el 60% de la evaluación de la asignatura, siendo el otro 40% la parte correspondiente a las prácticas y sus informes. La prueba final consistirá en la realización de 2 prácticas (25%), los guiones completos de esas prácticas (20%) y un examen escrito ad hoc (15%) siendo necesario obtener una calificación mínima de 4 para poder calcular la media, que en cualquier caso deberá superar la calificación de 5. En el sistema de evaluación final bastará con no acudir a la prueba final para renunciar a la convocatoria.

En el caso de haber seguido la evaluación continua se conservarán los resultados positivos obtenidos durante el curso y se tendrá que realizar una prueba escrita (20%) y una prueba de laboratorio (20%), siendo necesario obtener una calificación mínima de 4 para poder calcular la media, que en cualquier caso deberá superar la calificación de 5.



En el resto de los casos, la prueba final consistirá en la realización de 2 prácticas (40%), los guiones completos de esas prácticas (20%) y un examen escrito ad hoc (40%) siendo necesario obtener una calificación mínima de 4 en cada apartado para poder calcular la media, que en cualquier caso deberá superar la calificación de 5.

Material de laboratorio: bata, gafas de seguridad, cuaderno de laboratorio, calculadora.

Bibliografía básica

1. J.N. Miller, J.C. Miller, Statistics and chemometrics for analytical chemistry, Prentice Hall, Harlow, (2005).

2. E.J. Billo, Excel for Chemists, John Wiley & Sons, (2001).

3. A.M. Halpern, G.C. McBane, Experimental Physical Chemistry. A laboratory textbook (3rd ed), W.H. Freeman, (2006).

4. R.B. Thompson, Illustrated guide to home chemistry experiments, O¿Reilly, (2008).

Bibliografía de profundización

1. M. Maeder Practical Data Analysis in Chemistry, Elsevier, Amsterdam, (2006).
2. R.H. Petrucci, W.S. Harwood y F.G. Herring, Química General (8ª ed), Prentice Hall, Madrid, 2003.
3. UEUko Kimika Saila, Kimika Orokorra, Udako Euskal Unibertsitatea, (1996).
4. P. Atkins, L. Jones, Principios de Química, Los caminos del descubrimiento (3ª ed), Ed. Médica Panamericana, (2009).

Revistas

1. Journal of Chemical Education.

Direcciones web

1. webbook.nist.gov/chemistry
2. http://www.chem1.com/acad/webtext/virtualtextbook.html
3. https://www.jove.com/