MÓDULO 1. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS E HISTORIA DE LA QUÍMICA La química como ciencia Orígenes de la química Desarrollo histórico de la química La química en la actualidad UNIDAD DIDÁCTICA 2. ESTRUCTURA ATÓMICA Y ENLACE QUÍMICO Teoría atómica Concepto de átomo en la actualidad Propiedades periódicas Enlace químico Geometría y polaridad de compuestos covalentes Propiedades del enlace químico UNIDAD DIDÁCTICA 3. COMPUESTOS QUÍMICOS. TIPOS Y CLASIFICACIÓN Sistema de nomenclatura Clasificación de compuestos inorgánicos Clasificación de compuestos orgánicos UNIDAD DIDÁCTICA 4. FUNDAMENTOS BÁSICOS, PRINCIPIOS Y LEYES Leyes fundamentales de la química Ley de los gases UNIDAD DIDÁCTICA 5. REACCIONES QUÍMICAS Número de Avogadro y concepto de mol Estequiometría de reacciones químicas Reacciones ácido-base Concepto de pH Reacciones de óxido-reducción Reacciones más conocidas en química orgánica UNIDAD DIDÁCTICA 6. EQUILIBRIO QUÍMICO Concepto de equilibrio Tipos de equilibrio Constantes de equilibrio y grado de disociación Factores que perturban el equilibrio: Principio de Le Châtelier UNIDAD DIDÁCTICA 7. TERMODINÁMICA Generalidades de la termodinámica Primera Ley de termodinámica Entalpía de reacción Espontaneidad, entropía y energía libre de Gibbs UNIDAD DIDÁCTICA 8. CINÉTICA QUÍMICA Constante cinética y ecuación cinética Factores que modifican la velocidad de reacción Introducción a la catálisis enzimática MÓDULO 2. INTRODUCCIÓN EN QUÍMICA ORGÁNICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. DEFINICIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Y SUS ENLACES Desarrollo histórico de la química orgánica Introducción a los compuestos orgánicos y sus estructuras Fundamentos del enlace químico Propiedades comunes de los compuestos orgánicos UNIDAD DIDÁCTICA 2. ENLACES, GEOMETRÍA Y EFECTOS DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Configuración electrónica o configuración periódica Teoría de Lewis El enlace químico Geometría de los compuestos orgánicos UNIDAD DIDÁCTICA 3. NOMENCLATURA Y FORMULACIÓN DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Funciones hidrogenadas: Hidrocarburos Funciones oxigenadas Funciones nitrogenadas UNIDAD DIDÁCTICA 4. ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Qué es la estructura molecular Hibridaciones Fórmulas estructurales de los compuestos orgánicos Influencia de la estructura sobre las propiedades moleculares UNIDAD DIDÁCTICA 5. REACCIONES QUÍMICAS PRODUCIDAS EN LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Conceptos básicos Ajuste de las reacciones químicas Clasificación de las reacciones en química orgánica UNIDAD DIDÁCTICA 6. TIPOS DE ISOMERÍA EN LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS El concepto de isomería y su clasificación Isomería estructural Isomería en el espacio o estereoisomería UNIDAD DIDÁCTICA 7. ANÁLISIS CONFORMACIONAL SOBRE LOS TIPOS DE ISOMERÍA Y ESTEREOISOMERÍA El análisis conformacional Constitución, configuración y conformación Representación de las moléculas orgánicas en el análisis conformacional Conformación en moléculas orgánicas acíclicas Conformación en moléculas orgánicas cíclicas UNIDAD DIDÁCTICA 8. QUIRALIDAD, DIASTEROISOMERÍA Y COMPUESTOS ALICÍCLICOS Estereoisomería Isomería geométrica Quiralidad Moléculas que tienen más de un centro quiral: diastereoisómeros Compuestos alicíclicos UNIDAD DIDÁCTICA 9. AROMATICIDAD DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Aspectos generales de la aromaticidad Compuestos aromáticos de interés Antiaromaticidad UNIDAD DIDÁCTICA 10. CLASIFICACIÓN ESTRUCTURAL DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS Los compuestos orgánicos Propiedades de los compuestos orgánicos MÓDULO 3. MÉTODOS DE ANÁLISIS QUÍMICOS CUALITATIVOS Y CUANTITATIVOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y DILUCIONES Unidades de medida y cálculo de concentraciones Clasificaciones de muestras y analitos Tamaño de la muestra y nivel de analito Límites de detección Preconcentración de analitos UNIDAD DIDÁCTICA 2. CLASIFICACIÓN DE REACTIVOS QUÍMICOS Criterios de: naturaleza química, categoría comercial, pureza, utilidad, seguridad Manipulación y almacenamiento de reactivos siguiendo criterios normativos y de seguridad Etiquetado de los reactivos UNIDAD DIDÁCTICA 3. CÁLCULOS DE INCERTIDUMBRES APLICADOS A LA PREPARACIÓN DE REACTIVOS Y EQUIPOS Errores determinados e indeterminados Ensayos estadísticos y análisis de errores Cálculo de incertidumbres Trazabilidad UNIDAD DIDÁCTICA 4. MANTENIMIENTO, PREPARACIÓN Y USO DE EQUIPOS Y APARATOS COMUNES EN UN LABORATORIO QUÍMICO Calibración de aparatos (balanzas, estufas, muflas, mantas calefactoras, baños, termómetros, densímetros, entre otros) y materiales según normas estandarizadas y de calidad. Norma 17025 UNIDAD DIDÁCTICA 5. PRUEBAS CUALITATIVAS INORGÁNICAS Y ORGÁNICAS Bases fisicoquímicas y aplicaciones de los análisis cualitativos: parámetros o intervalos de estos que influyen en técnicas separativas (filtraciones, decantaciones, centrifugaciones, cristalizaciones, destilaciones, extracciones): tiempos y temperaturas de digestiones, filtraciones, extracciones, polaridad, pH Clasificación y utilización de pruebas cualitativas inorgánicas y orgánicas Relación entre solubilidad y estructura química de los compuestos Aplicaciones de las técnicas de separación UNIDAD DIDÁCTICA 6. APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS VOLUMÉTRICOS DE ANÁLISIS Tipos de reacciones químicas Curvas de valoración: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores Aplicaciones de las distintas volumetrías. Factorizaciones. Parámetros o intervalos de éstos que influyen en análisis volumétrico. Interferencias UNIDAD DIDÁCTICA 7. EMPLEO DE LOS MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS DE ANÁLISIS Aplicaciones de las gravimetrías. Parámetros instrumentales o intervalos de éstos que influyen en el análisis gravimétrico: tiempos y temperaturas de secado. Digestiones y calcinaciones UNIDAD DIDÁCTICA 8. ELABORACIÓN DE INFORMES Bases metodológicas Elaboración y presentación de informes MÓDULO 4. MÉTODOS ELÉCTRICOS Y ÓPTICOS DE ANÁLISIS UNIDAD DIDÁCTICA 1. ELECTRODOS Y POTENCIOMETRÍA Electrodos de referencia Electrodos indicadores Instrumentos para la medida de potenciales Aplicaciones UNIDAD DIDÁCTICA 2. ANÁLISIS ELECTROGRAVIMÉTRICO Y COULOMBIMÉTRICO Factores que modifican el potencial de una celda Análisis electrogravimétrico Análisis coulombimétrico UNIDAD DIDÁCTICA 3. VOLTAMETRÍA Polarografía Titulaciones Amperométricas UNIDAD DIDÁCTICA 4. MÉTODOS CONDUCTOMÉTRICO Conductometría Conductancia y concentración iónica Medida de la conductancia Tipos de células de conductividad Constante de la célula Titulaciones conductométricas Aplicaciones de la medida de la conductancia directa UNIDAD DIDÁCTICA 5. MÉTODOS ESPECTROSCÓPICOS DE ANÁLISIS La radiación electromagnética Técnicas espectroscópicas Pureza y resolución de un espectro Absorción de la radiación Términos empleados en espectroscopia de absorción UNIDAD DIDÁCTICA 6. ASPECTOS INSTRUMENTALES EN ESPECTROSCOPIA Componentes instrumentales Diseño de instrumentos Problemas instrumentales en espectroscopia UNIDAD DIDÁCTICA 7. ESPECTROSCOPIA DE ABSORCIÓN MOLECULAR Espectroscopia de absorción ultravioleta-visible Instrumentos para espectroscopia de absorción ultravioleta-visible Aplicaciones cuantitativas con radiación ultravioleta Aplicaciones cuantitativas con radiación visible Aplicaciones cualitativas y cuantitativas de la espectroscopia de infrarrojos UNIDAD DIDÁCTICA 8. ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCENCIA MOLECULAR Teoría de la fluorescencia molecular Especies fluorescentes Influencia de la concentración en la intensidad de fluorescencia Instrumentos de fluorescencia Aplicaciones de los métodos de fluorescencia UNIDAD DIDÁCTICA 9. ESPECTROSCOPIA ATÓMICA BASADA EN RADIACIÓN ULTRAVIOLETA VISIBLE Introducción y clasificación Espectroscopia atómica basada en atomización por llama Aspectos teóricos de la espectroscopia atómica en llama Fuentes de rayas en espectroscopia de absorción atómica Modulación de la fuente Instrumentos Interferencias Aplicaciones de la espectroscopia de absorción atómica Espectroscopia de emisión en llama Métodos de absorción atómica con atomizadores electrotérmicos Métodos de emisión atómica basados en atomización en plasma UNIDAD DIDÁCTICA 10. REFRACTOMETRÍA Índice de refracción Instrumentación Refractómetros Aplicaciones MÓDULO 5. MÉTODOS INSTRUMENTALES DE SEPARACIÓN UNIDAD DIDÁCTICA 1. APLICACIONES DE LOS MÉTODOS DE SEPARACIÓN Separaciones analíticas Separaciones por extracción Separación por intercambio de iones Extracción en fase sólida. SPE UNIDAD DIDÁCTICA 2. CROMATOGRAFÍA EN COLUMNA Polaridad. Método de adsorción Principios de separación Método de reparto Elusión e identificación de compuestos Elusión por gradiente La columna cromatográfica. Llenado de la columna. Disolventes UNIDAD DIDÁCTICA 3. CROMATOGRAFÍA EN PAPEL Características fundamentales de la C.P Elección de materiales Muestras de papel Elección de disolvente Límites de detección del cromatograma Cromatografía bidimensional Aparatos. Cámaras UNIDAD DIDÁCTICA 4. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA Fundamentos de C.C.F Características de un cromatograma Selección de adsorbentes y eluyentes Cromatografía de reparto Realización de un cromatograma Cromatografía bidimensional UNIDAD DIDÁCTICA 5. CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Fundamentos Características del pico cromatográfico Separación y resolución de los picos Cromatografía líquida de alta resolución. HPLC Instrumental y detectores UNIDAD DIDÁCTICA 6. CROMATOGRAFÍA DE GASES Principios de la cromatografía de gases. El gas portador La columna cromatográfica. Tipos Detectores en C.G Características de las técnicas en C.G Control de temperatura y flujo Instrumental básico Introducción de la muestra Criterios para la elección de una columna MÓDULO 6. QUÍMICA FÍSICA UNIDAD DIDÁCTICA 1. FENÓMENOS DE TRANSPORTE Conductvidad térmica Viscosidad Difusión Conductividad eléctrica Conductividad iónica Aplicaciones UNIDAD DIDÁCTICA 2. CINÉTICA Valocidad de reacción y ecuación cinética Métodos experimentales Efecto de la temperatura Mecanismos de reacción Etapa limitante y estado estacionario Cátalisis Teorías cinéticas UNIDAD DIDÁCTICA 3. INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA CUÁNTICA 1.Antecedentes de la mecánica cuántica Postulados de la mecánica cuántica Ecuación de Schrödinger Principio de incertidumbre La función de onda UNIDAD DIDÁCTICA 4. ESTRUCTURA ATÓMICA El átomo de hidrógeno Átomos polielectrónicos Moléculas y enlace químico UNIDAD DIDÁCTICA 5. ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR Movimiento nuclear Rotación Vibración UNIDAD DIDÁCTICA 6. DETERMINACIÓN ESTRUCTURAL Espectroscopía IR y Raman Espectrometría de masas Resonancia magnética nuclear MÓDULO 7. INGENIERÍA DE PROCESOS Y PRODUCTOS QUÍMICOS UNIDAD DIDÁCTICA 1. LA INDUSTRIA QUÍMICA Conceptos básicos en industria química Evolución de los productos químicos y de los procesos de fabricación Ejemplos características de la industria química Materias primas y energía Diseño de reactores químicos UNIDAD DIDÁCTICA 2. DISEÑO DE PROCESOS Y PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción al diseño de un proceso químico Estudio de viabilidad: técnica y económica Estudios a nivel de laboratorio Diagramas de procesos UNIDAD DIDÁCTICA 3. ANÁLISIS, SIMULACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS QUÍMICOS Introducción al análisis y simulación de procesos Etapas en el desarrollo de un modelo para simulación Clasificación de los métodos de simulación Softwares de simulación comerciales Optimización de los procesos Métodos de optimización UNIDAD DIDÁCTICA 4. CONTROL Objetivos del control Introducción y características del proceso Las técnicas de control Interpretación de planos y esquemas de instrumentos y lazos de control local Señales digitales Aplicaciones del control en la industria química Esquemas típicos de control UNIDAD DIDÁCTICA 5. SEGURIDAD EN EL ALMACÉN DE PRODUCTOS QUÍMICOS Introducción a conceptos básicos Instalaciones de seguridad Operación y mantenimiento Revisiones periódicas Símbolos e indicadores de peligro MÓDULO 8. QUÍMICA SOSTENIBLE UNIDAD DIDÁCTICA 1. NATURALEZA Y FINES DE LA QUÍMICA SOSTENIBLE Introducción Finalidad de la Química Sostenible Campos de aplicación de la Química Sostenible Objetivos globales de la Química Sostenible Materiales fósiles y generación de dióxido de carbono El proceso químico y sus productos Efectos nocivos de los productos químicos Los “12 Principios” y las estrategias de la Química Sostenible Ingeniería Química Sostenible Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 2. EL PROCESO QUÍMICO COMO ORIGEN DE CONTAMINACIÓN Productos secundarios y concomitantes Generación de productos secundarios Eficiencia del proceso. Productos concomitantes Proceso químico y energía Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 3. EL PROCESO QUÍMICO COMO ORIGEN DE RIESGOS Peligrosidad de la reacción Intensificación del proceso Sustitución Atenuación y limitación Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 4. FUENTES RENOVABLES DE COMBUSTIBLES Y DE PRODUCTOS QUÍMICOS El ciclo del carbono Fuentes de las materias carbonadas Biorrefinerías Materiales a partir de la biomasa Productos químicos a partir de la biomasa Combustibles a partir de la biomasa Reciclado de los plásticos Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 5. DISOLVENTES Introducción Los disolventes en el proceso químico Estructura y propiedades de los disolventes Nuevos disolventes orgánicos de fuentes renovables El agua como disolvente Reacciones sin disolvente Líquidos iónicos Disolventes perfluorados Fluidos en estado supercrítico Líquidos expandidos por gases Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 6. MÉTODOS CATALÍTICOS Catalizadores Catálisis homogénea y heterogénea Catálisis ácida Catálisis básica Hidrogenación catalítica Oxidaciones catalíticas Reacciones catalíticas de formación de enlace C-C Organocatalizadores Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 7. BIOCATÁLISIS Fermentaciones, biotransformaciones, enzimas Fundamentos de biocatálisis Aspectos cinéticos Selectividad enzimática Metodologías experimentales Aplicaciones industriales Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 8. ACTIVACIÓN SELECTIVA POR MICROONDAS Microondas Fundamento de la calefacción por microondas Técnicas de los equipos de microondas Técnicas químicas Aplicaciones en síntesis orgánica Otras aplicaciones de las microondas Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 9. ACTIVACIÓN SELECTIVA POR SONICACIÓN Sonoquímica Fundamentos Equipamiento Aplicaciones en síntesis Aplicaciones de la sonicación en la preparación de materiales Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 10. ACTIVACIÓN SELECTIVA. ELECTROQUÍMICA Electroquímica en la industria Fundamentos Aspectos prácticos Conversiones electroquímicas de compuestos orgánicos Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 11. ACTIVACIÓN SELECTIVA. FOTOQUÍMICA Introducción Principios básicos de fotoquímica Aspectos prácticos Reacciones fotoquímicas Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 12. EFECTOS NOCIVOS DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS. CONTAMINACIÓN Efectos nocivos de las sustancias sintéticas Peligrosidad de las sustancias Productos industriales contaminantes Difusión en el ambiente Transformación ambiental Degradación de clases de contaminantes Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 13. EFECTOS NOCIVOS DE LAS SUSTANCIAS QUÍMICAS. TOXICIDAD Intoxicación Relaciones dosis-respuesta Potencial tóxico de los compuestos orgánicos Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 14. MEJORES PRODUCTOS Introducción Relaciones cuantitativas estructura-actividad Sustancias menos tóxicas Plásticos biodegradables Control de plagas de insectos Perspectiva UNIDAD DIDÁCTICA 15. ESTIMACIONES DE SOSTENIBILIDAD Sostenibilidad e impacto ambiental Sostenibilidad de procesos Análisis del ciclo de vida Perspectiva