| Additional title: |
Experimentation and Computer Resources |
| Additional title: |
Experimentación y Recursos Informáticos |
| Date: |
2019-20 |
| Abstract: |
L'objectiu final de l'assignatura és que l'alumne assoleixi les competències que estan indicades. La part d'experimentació al laboratori té uns objectius generals: Conèixer i aplicar les normes de seguretat i de treball al laboratori. Conèixer el sistema d'eliminació de residus al laboratori. Conèixer el material i estris bàsics del laboratori químic. Conèixer les operacions bàsiques del laboratori químic: Neteja del material de vidre Pesada Mesura i transvasament de líquids Preparació de solucions Escalfament de substàncies Agitació Evaporació Cristal·lització Filtrat i rentat de substàncies Extracció Simple Cromatografia de capa fina. Destil·lació Ús de la llibreta de laboratori. Tractament gràfic, numèric i informàtic de les dades de laboratori Com objectius específics de cada pràctica: Pràctica 1: Tractament de dades Presa de contacte amb els conceptes d'error experimental,exactitud i precisió. Comprendre que el material de vidre per mesurar volums pot tenir dues funcions diferents: contenir un volum exacte i transferir un volum exacte. Càlculs d'estadística bàsica. Avaluar la precisió i l'exactitud d'uns resultats. Introducció a l'ús d'un full de càlcul com eina per a representar resultats. 2 Introducció a l'ús d'un full de càlcul com eina per a representar resultats. Aprendre a pesar amb les balances següents: analítica, de precisió i granetari. Aprendre les tècniques volumètriques i verificarne la precisió. Pràctica 2: Densitats Preparar diferents solucions de concentració coneguda d'una sal fent servir diferents escales: molaritat, molalitat i tant per cent en pes. Extreure informació a partir del gràfic de concentració i densitat de la disolució. Fer servir la regressió per mínims quadrats i determinar la concentració d'una solució problema a partir de la lectura del gràfic. Relacionar molaritat (M), molalitat (m) i tant per cent en pes (%). Treballar amb diferents escales de concentració. Pràctica 3: Reaccions de precipitació. Concepte de reactiu limitant Aprendre la tècnica de filtració per a la separació de fases heterogènies (sòlidlíquid). Observar el concepte de reactiu limitant amb un cas pràctic, tot afegint quantitats variables d'una sal soluble a la mateixa quantitat d'una altra sal soluble (la qual actuarà de reactiu limitant). Observar la insolubilitat d'algunes sals a partir de la mescla de sals solubles. Aprendre una tècnica de purificació de precipitats. Pràctica 4: Reaccions redox. Estequiometria de les reaccions en solució aquosa. Utilitzar el concepte d'oxidant i reductor mitjançant l'estudi de reaccions redox simples. Recordar les regles d'igualació de reaccions redox tot igualantne. Demostrar el comportament diferenciat d'alguns reactius en reaccions redox depenent de si es treballa en medi àcid o en medi bàsic. Analitzar de forma elemental la solubilitat de les substàncies en diferents solvents. Fer extraccions líquidlíquid de substàncies d'un solvent a unaltre de diferent polaritat. Determinar la concentració d'una solució problema usant una reacció redox. Pràctica 5: Orbitals atòmics i moleculars Entendre el significat de les diferents representacions dels orbitals atòmics. Entendre la informació que es pot extreure de la funció d'ona. Visualització d'orbitals moleculars de molècules diatòmiques homonuclears i heteronuclears Construcció de diagrames d'orbitals molecular Identificació d'orbitals moleculars σ i π en molècules planes Energia dels orbitals moleculars π i relació amb el nombre de nodes Separació HOMOLUMO en molècules C2nH2n+2 (n= 1, 2, 3) Orbitals moleculars π del benzè, del CO2 Pràctica 6: Geometria molecular. Estrictures cristal·lines Visualitzar les formes de molècules senzilles. Observar l'efecte dels parells no enllaçants de l'àtom central sobre la geometria molecular. Observar l'efecte dels dobles enllaços sobre la geometria molecular. Observar l'efecte dels àtoms perifèrics sobre la geometria molecular. Estudiar l'estructura de metalls, sòlids iònics i sòlids covalents a partir de models moleculars i de l'ús del programari ChemBio3D, i fer prediccions senzilles de diferents propietats (radis atòmics, direccions de contacte, densitats, energies reticulars, etc. ) Pràctica 7: Determinació de masses atòmiques i moleculars Aprendre a manipular i fer càlculs amb gasos. Aplicar la llei de gasos ideals i la llei de Dalton de les pressions parcials. Determinar la massa equivalent i lamassa atòmica d'un metall a partir d'una reacció química. Determinar la massa molecular d'un gas a partir de la seva densitat. Calcular la massa molecular mitjana de l'aire. 3 Calcular la massa molecular mitjana de l'aire. Treballar amb la pressió de vapor de l'aigua a l'aire i amb el concepte de la humitat relativa. Pràctica 8: Us del calorímetre per estudiar processos de canvi de fase i de dissolució Determinar la capacitat calorífica del calorímetre utilitzant el mètode de les barreges, ja que és una dada que necessitem conèixer per completar aquesta pràctica i les següents. Determinar la calor latent de fusió del gel. Determinar l'entalpia de dissolució de dues substàncies líquides. Pràctica 9: Determinació de calors de reacció i de dissolució Determinar les calors de reacció (entalpies de reacció) de diferents processos químics (àcid/base i redox) en dissolució mitjançant la utilització d'un calorímetre a pressió constant. Analitzar els factors dels que depenen els canvis d'entalpia mesurats. Estudiar l'estequiometria de les reaccions de neutralització àcidbase. Comparar les entalpies de reacció de les reaccions àcidbase i redox. Pràctica 10: Determinació de la variació d'entalpia i d'entropia de la dissolució de la urea L'objectiu de l'experiment és determinar ΔHo i K per a la dissolució de la urea, NH2CONH2,en aigua. A partir d'aquesta informació, es calcularà ΔGo i ΔSo. Pràctica 11: Extracció líquid-líquid i separació de mescles Aprendre la tècnica d'extracció simple. Separació de tres substàncies conegudes dissoltes en un dissolvent orgànic a partir d'un procés d'extracció simple aprofitant el diferent caràcter àcidbase de les substàncies que s'han de separar. Comprovació de l'eficiència de la separació mitjançant la tècnica de cromatografia de capa fina. Separació d'una mescla binària desconeguda. S'assignarà una mostra problema i es donarà informació a l'alumne sobre eltipus de compost que conté. Reconèixer les substàncies separades. Pràctica 12: Cinètica de la reacció del violeta de metil en medi bàsic Determinar la pseudo-constant de velocitat k' per a la reacció del violeta de metil en medi bàsic en excés d'ió hidroxil i a temperatura ambient. Determinar l'ordre de la reacció respecte a l'hidroxil i el violeta de metil. Determinar la constant de velocitat k per a la reacció del violeta de metil en medi bàsic. Pràctica 13: Mesura del pH. Força relativa d'àcids i bases Aprendre a utilitzar un pHmetre. Mesurar el pH d'un conjunt de solucions aquoses d'àcids i de bases i ordenarlos segons la seva força relativa. Observar la influència de la dilució en l'equilibri. Observar el diferent comportament entre solucions amortidores de pH i sistemes no amortits a partir de l'observació dels canvis de pH quan s'hi afegeix un àcid o una base forts. Pràctica 14: Volumetries àcid-base. Indicadors Assolir la metodologia bàsica per dur a terme volumetries, que en aquestcas són basades en equilibris àcidbase. Estudi experimental de la importància de triar correctament l'indicador. Saber construir una corba de valoració experimental, comprovar que té la forma prevista teòricament, i veure que els indicadors viren a la zona prevista. Pràctica 15: Determinació de la constant d'acidesa de l'àcid acètic En termes generals, l'objectiu d'aquest experiment és l'estudi quantitatiu de l'equilibri químic analitzant un equilibri àcidbase en medi aquós. Determinar la constant d'acidesa de l'àcidacètic i observar que les constants d'equilibri corresponen a 4 Determinar la constant d'acidesa de l'àcidacètic i observar que les constants d'equilibri corresponen a una realitat "palpable" experimentalment. Aprendre a obtenir dades quantitatives a partir d'una sèrie de resultats experimentals que segueixen una llei física. Pràctica 16: Solubilitat i Kps de sals poc solubles en aigua. Efecte de l'ió comú Aprendre a preparar una solució saturada d'una sal poc soluble de manera controlada. Determinar la solubilitat d'una sal poc soluble. Aprendre el concepte pràctic del bescanvi iònic. Determinar el producte de solubilitat d'una sal poc soluble. Observar i reflexionar sobre l'efecte de l'ió comú. Pràctica 17: Cel·les Electroquímiques Construcció d'una Taula de Potencials Estàndards Construcció de Cel·les Electroquímiques Galvàniques senzilles per tal d'obtenir electricitat a partir de reaccions químiques. Pràctica 18: Síntesi de l'àcid acetilsalicílic Sintetitzar un certa quantitat d'àcid acetilsalicílic (AAS) a partir de l'àcid salicílic (AS) comercial. Purificar el producte dela reacció (AAS). Determinar el rendiment de la reacció Discutir, de manera qualitativa, la puresa del producte obtingut. Per la part de Recursos Informàtics l'objectiu general és donar una base sòlida als alumnes en competències transversals i específiques de les eines informàtiques. Es pretén permetre que els estudiants adquireixin unes fortes nocions tant estructurals com analítiques en la gestió de base de dades i algoritmia. |
| Abstract: |
El objetivo final de la asignatura es que el alumno alcance las competencias indicadas. La parte de experimentación en el laboratorio tiene unos objetivos generales: Conocer y aplicar las normas de seguridad y de trabajo en el laboratorio. Conocer el sistema de eliminación de residuos en el laboratorio. Conocer el material y utensilios básicos del laboratorio químico. Conocer las operaciones básicas del laboratorio químico: Limpieza del material de vidrio Pesada Medida y trasvase de líquidos Preparación de soluciones Calentamiento de sustancias Agitación Evaporación Cristalización Filtrado y lavado de sustancias Extracción Simple Cromatografía de capa fina. Destilación Uso de la libreta de laboratorio. Tratamiento gráfico, numérico e informático de los datos de laboratorio Como objetivos específicos de cada práctica: Práctica 1: Tratamiento de datos Toma decontacto con los conceptos de error experimental, exactitud y precisión. Comprender que el material de vidrio para medir volúmenes puede tener dos funciones diferentes: contener un volumen exacto y transferir un volumen exacto. Cálculos de estadística básica. Evaluar la precisión y la exactitud de unos resultados. Introducción al uso de una hoja de cálculo como herramienta para representar resultados. Aprender a pesar con las balanzas siguientes: analítica, de precisión y granetari. 2 Aprender a pesar con las balanzas siguientes: analítica, de precisión y granetari. Aprender las técnicas volumétricas y verificar su precisión. Práctica 2: Densidades Preparar diferentes soluciones de concentración conocida de una sal utilizando diferentes escalas: molaridad, molalidad y tanto por ciento en peso. Extraer información a partir del gráfico de concentración y densidad de la disolución. Utilizar la regresión por mínimos cuadrados y determinar la concentración de una solución problema a partir de la lectura del gráfico. Relacionar molaridad (M), molalidad (m) y tanto por ciento en peso (%). Trabajar con diferentes escalas de concentración. Práctica 3: Reacciones de precipitación. Concepto de reactivo limitante Aprender la técnica de filtración para la separación de fases heterogéneas (sólido-líquido). Observar el concepto de reactivo limitante con un caso práctico, añadiendo cantidades variables de una sal soluble en la misma cantidad de otra sal soluble (la que actuará de reactivo limitante). Observar la insolubilidad de algunas sales a partir de la mezcla de sales solubles. Aprender una técnica de purificación de precipitados. Práctica 4: Reacciones redox. Estequiometría de las reacciones en solución acuosa Utilizar el concepto de oxidante y reductor mediante el estudio de reacciones redox simples. Recordar las reglas de igualación de reacciones redox. Demostrar el comportamiento diferenciado de algunos reactivos en reacciones redox dependiendo de si se trabaja en medio ácido o en medio básico. Analizar de forma elemental la solubilidad de las sustancias en diferentes solventes. Hacer extracciones líquido-líquido de sustancias de un solvente a otro de diferente polaridad. Determinar la concentración de una solución problema usando una reacción redox. Práctica 5: Orbitales atómicos y moleculares Entender el significado de las diferentes representaciones de los orbitales atómicos. Entender la información que se puede extraer de la función de onda. Visualización de orbitales moleculares de moléculas diatómicas homonucleares y heteronucleares Construcción de diagramas de orbitales molecular Identificación de orbitales moleculares σ y π en moléculas planas Energía de los orbitales moleculares π y relación con el número de nodos Separación HOMO-LUMO en moléculas C2nH2n + 2 (n = 1, 2, 3) Orbitales moleculares π del benceno, del CO2 Práctica 6: Geometría molecular. Estrictures cristalinas Visualizar las formas de moléculas sencillas. Observar el efecto de los pares no enlazantes del átomo central sobre la geometría molecular. Observar el efecto de los dobles enlaces sobre la geometría molecular. Observar el efecto de los átomos periféricos sobre la geometría molecular. Estudiar la estructura de metales, sólidos iónicos y sólidos covalentes a partir de modelos moleculares y del uso del software ChemBio3D, y hacer predicciones sencillas de diferentes propiedades (radios atómicos, direcciones de contacto, densidades, energías reticulares, etc. ) Práctica 7: Determinación de masas atómicas y moleculares Aprender a manipular y hacer cálculos con gases. Aplicar la ley de gases ideales y la ley de Dalton de las presionesparciales. Determinar la masa equivalente y la masa atómica de un metal a partir de una reacción química. Determinar la masa molecular de un gas a partir de su densidad. Calcular la masa molecular media del aire. Trabajar con la presión de vapor del agua al aire y con el concepto de la humedad relativa. 3 Trabajar con la presión de vapor del agua al aire y con el concepto de la humedad relativa. Práctica 8: Uso del calorímetro para estudiar procesos de cambio de fase y de disolución Determinar la capacidad calorífica del calorímetro utilizando el método de las mezclas, ya que es un dato que necesitamos conocer para completar esta práctica y las siguientes. Determinar el calor latente de fusión del hielo. Determinar la entalpía de disolución de dos sustancias líquidas. Práctica 9: Determinación de calores de reacción y de disolución Determinar los calores de reacción (entalpías de reacción) de diferentes procesos químicos (ácido / base y redox) en disolución mediante la utilización de un calorímetro a presión constante. Analizar los factores de los que dependen los cambios de entalpía medidos. Estudiar la estequiometría de las reacciones deneutralización ácido-base. Comparar las entalpías de reacción de las reacciones ácido-base y redox. Práctica 10: Determinación de la variación de entalpía y de entropía de la disolución de la urea El objetivo del experimento es determinar ΔHo y Keq para la disolución de la urea, NH2CONH2, en agua. A partir de esta información, se calculará ΔGo y ΔSo. Práctica 11: Extracción líquido-líquido y separación de mezclas Aprender la técnica de extracción simple. Separación de tres sustancias conocidas disueltas en un disolvente orgánico a partir de un proceso de extracción simple aprovechando el diferente carácter ácido-base de las sustancias que se han de separar. Comprobación de la eficiencia de la separación mediante la técnica de cromatografía de capa fina. Separación de una mezcla binaria desconocida. Se asignará una muestra problema y se dará información al alumno sobre eltipus de compuesto que contiene. Reconocer las sustancias separadas. Práctica 12: Cinética de la reacción del violeta de metilo en medio básico Determinar la pseudo-constante de velocidad k 'para la reacción del violeta de metilo en medio básico en exceso de ión hidroxilo y a temperatura ambiente. Determinar el orden de la reacción respecto al hidroxilo y el violeta de metilo. Determinar la constante de velocidad k para la reacción del violeta de metilo en medio básico. Práctica 13: Medida del pH. Fuerza relativa de ácidos y bases Aprender a utilizar un pH-metro. Medir el pH de unconjuntodesoluciones acuosas de ácidos y de bases y ordenarlos según su fuerza relativa. Observar la influencia de la dilución en el equilibrio. Observar el diferente comportamiento entre soluciones amortiguadoras de pH y sistemas no amortiguados a partir de la observación de los cambios de pH cuando se añade un ácido o una base fuertes. Práctica 14: Volumetrías ácido-base. Indicadores Alcanzar la metodología básica para llevar a cabo volumetrías, que en este caso son basadas en equilibrios ácido-base. Estudio experimental de la importancia de elegir correctamente el indicador. Saber construir una curva de valoración experimental, comprobar que tiene la forma prevista teóricamente, y ver que los indicadores viran en la zona prevista. Práctica 15: Determinación de la constante de acidez del ácido acético En términos generales, el objetivo de este experimento es el estudio cuantitativo del equilibrio químico 4 En términos generales, el objetivo de este experimento es el estudio cuantitativo del equilibrio químico analizando un equilibrio ácido-base en medio acuoso. Determinar la constante de acidez del àcidacètic y observar que las constantes de equilibrio corresponden a una realidad "palpable" experimentalmente. Aprender a obtener datos cuantitativos a partir de una serie de resultados experimentales que siguen una ley física. Práctica 16: Solubilidad y Kps de sales poco solubles en agua. Efecto del ión común Aprender a preparar una solución saturada de una sal poco soluble de manera controlada. Determinar la solubilidad de una sal poco soluble. Aprender el concepto práctico del intercambio iónico. Determinar el producto de solubilidad de una sal poco soluble. Observar y reflexionar sobre el efecto del ión común. Práctica 17: Celdas Electroquímicas Construcción de una Tabla de Potenciales Estándares Construcción de Celdas electroquímicas galvánicas sencillas para obtener electricidad a partir de reacciones químicas. Práctica 18: Síntesis del ácidoacetilsalicílico Sintetizarun cierta cantidad de ácido acetilsalicílico (AAS) a partir del ácido salicílico (AS) comercial. Purificar el producto de la reacción (AAS). Determinar el rendimiento de la reacción. Discutir, de manera cualitativa, la pureza del productoobtenido. Por la parte de Recursos Informáticos el objetivo general es dar una base sólida a los alumnos en competencias transversales y específicas de las herramientas informáticas. Se pretende que los estudiantes adquieran unas fuertes nociones tanto estructurales como analíticas en la gestión de base de datos y algoritmos. |
| Rights: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.  |
| Language: |
Català, anglès, castellà |
| Studies: |
Química [2502444] |
| Study plan: |
Grau en Química [1431] |
| Document: |
Objecte d'aprenentatge |
guest ::
