PLANIFICACION 2007 by Hugo Flores

, G EO ECOLO G R ÍA ÍA

figma@ucsf.edu.ar

Carreras: Ingeniería Ambiental Licenciatura en Geoecología y Medio Ambiente

QUÍMICA II

Cátedra: Prof. Titular:

Ing. Qco. Juan B. Moor

Prof. Asociado: Ing. Qco. Hugo Flores

- Santa Fe de la Vera Cruz, Abril 20 de 2007 -

FA C U LTA D DE

IE N T E AM B

Cngo. Echagüe 7151 - 3000 Santa Fe T.E. (0342)-4 603030 - Int. 122 – FAX (0342)-4603030 Int. 135/151 - E-mail:

FACULTAD DE INGENIERIA, GEOECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA FE

PLAN DE TAREAS Cátedra: Química II Carreras: Ingeniería Ambiental Técnico Universitario en Evaluación Ambiental Equipo de cátedra: Prof. Titular: Ing. Qco. Juan B. Moor Prof. Asociado: Ing. Qco. Hugo Flores

Régimen: Cuatrimestral Carga Horaria: 75 (setenta y cinco) hs. Año Académico: 2007

FUNDAMENTACIÓN Desde que comenzó a pensar, el hombre se interesó siempre por la composición del medio que lo rodea. Por ello la enseñanza de la química ha ocupado un lugar de privilegio en los programas de carreras universitarias, influyendo con distinto énfasis a lo largo del tiempo. Hoy, a las dimensiones formativa e informativa, más dirigidas hacia el sujeto, se suma lo social, por cuanto la química, desde su lenguaje y sus aplicaciones, se ha constituido en un medio de comprensión y mejoramiento del mundo científico, industrial y tecnológico en que vivimos. El último período de desarrollo de la química, en especial la Química Orgánica, se caracteriza en el campo de la Química Orgánica pura, por el planteamiento de problemas teóricos, es decir, que se tiende a resumir o sistematizar el gran material experimental acumulado durante los períodos precedentes, con la ayuda de teorías amplias que permiten de esta forma alcanzar una visión mejor acerca de la naturaleza de las fuerzas que participan en la constitución de las moléculas orgánicas. Es cierto que simultáneamente se prosiguieron, y en gran escala, los trabajos de tipo puramente experimental de los períodos precedentes, con lo cual se siguió edificando el sistema de las combinaciones orgánicas, y se refinaron cada vez más los métodos de trabajo. Pero en conjunto, estas investigaciones no contribuyeron tanto al desarrollo de la Química Orgánica pura, como al de otras ramas científicas, tales como la Técnica y la Bioquímica, a las que la Química Orgánica sirve como ciencia auxiliar, y a las que pertenece también - en cierto aspecto - el esclarecimiento de la constitución de las sustancias naturales.

3 La Química Orgánica se presenta hoy como una de las diversas disciplinas químicas “básicas”, las cuales se encuentran muy interrelacionadas y complejamente unas con otras. La importancia del tema puede comprenderse considerando cómo afecta la Química Orgánica a numerosos aspectos de nuestra vida cotidiana. Las sustancias químicas de que están hechos los tejidos de nuestro cuerpo, así como los alimentos que los nutren, contienen carbono y son, por tanto, de naturaleza orgánica. Las ropas que vestimos, los colorantes que usamos para hacerlas estéticamente agradables, gran parte de los insecticidas y los productos del petróleo que utilizamos en nuestros automóviles, son todos de naturaleza orgánica. Realmente es imposible imaginar algún aspecto de nuestra vida diaria que no esté influido, de una manera u otra, por la Química Orgánica.

I. OBJETIVOS GENERALES • • • •

Conocer, interpretar y explicar, desde el punto de vista científico, los fenómenos. Comprender, interpretar y evaluar los fundamentos científicos y metodológicos de las técnicas, métodos e instrumentos empleados en química orgánica, para su posterior uso en otras disciplinas. Adquirir y desarrollar práctica para resolver diferentes situaciones planteadas, interpretando y volcando los resultados en informes claros y precisos. Desarrollar la creatividad para resolver los problemas que la realidad le plantee, especialmente en el área del medio ambiente.

II. OBJETIVOS ESPECIFICOS • • •

Conocer la nomenclatura de la química orgánica. Adquirir conocimientos de la importancia de los compuestos en el medio ambiente. Reconocer los efectos de las sustancias orgánicas en el medio ambiente y proponer solución a los problemas que surjan como consecuencia de su uso.

III. CONTENIDOS UNIDAD TEMÁTICA Nº 1: Generalidades de la Química Orgánica. TEMA I: Compuestos orgánicos. El átomo de carbono: estructura y propiedades. Orbitales moleculares. Hibridación de orbitales. Fórmulas estructurales y fórmulas condensadas. Clasificación de los compuestos orgánicos. Síntesis orgánica: natural y artificial. Análisis inmediato y elemental de las sustancias orgánicas.

4 TEMA II: Estructuras orgánicas: introducción. Grupos funcionales. Formas de moléculas. Tipos de reacciones orgánicas. Mecanismos de reacción y estados intermedios. Condiciones experimentales y mecanismos de reacción. Radicales libres. Acidez y basicidad de los compuestos orgánicos. Iones carbonio. Relaciones energéticas en las reacciones químicas.

UNIDAD TEMÁTICA Nº 2: Hidrocarburos. TEMA III: Hidrocarburos saturados y no saturados: alcanos, alquenos y alquinos. Propiedades físicas. Fuentes y empleo. Síntesis y reacciones. La industria del petróleo. Dienos y polienos. Alquinos naturales. TEMA IV: Hidrocarburos aromáticos: estructura, nomenclatura y propiedades físicas. Fuentes. Síntesis y reacciones. Mecanismo de la sustitución aromática electrófila. Polisustitución. Sustitución aromática nucleófila y por radicales libres. Benceno y derivados. Hidrocarburos aromáticos policíclicos y heterocíclicos. UNIDAD TEMÁTICA Nº 3: Grupos funcionales e Isomería. TEMA V: Alcoholes, halogenuros orgánicos y éteres: nomenclatura. Propiedades y caracterización. Fuentes y usos. Síntesis y reacciones. Estructura y reactividad. TEMA VI: Aldehídos y cetonas: nomenclatura. Propiedades y caracterización. Síntesis y reacciones. Quinonas. Epóxidos. TEMA VII: Acidos carboxílicos y sus derivados: nomenclatura y propiedades. Síntesis y reacciones. Anhidridos de ácidos. Ésteres carboxílicos. Jabones y detergentes. Carboxamidas. Compuestos sulfurados análogos a los ácidos carboxílicos. TEMA VIII: Aminas: nomenclatura. Estructura y propiedades Caracterización y síntesis de las aminas. Sales y bases de amonio cuaternario. Nitrocompuestos: nomenclatura y usos. Colorantes. Urea, cianamida y guanidina.

TEMA IX: Isomería: concepto. Luz polarizada plana. Actividad óptica. El polarímetro: rotación óptica. Compuestos orgánicos ópticamente activos. Causas de la actividad óptica. UNIDAD TEMÁTICA Nº 4: Productos naturales y Química nuclear. TEMA X: Hidratos de carbono: clases y propiedades. Estructuras de las aldosas y cetosas. Determinación de las configuraciones de los hidratos de carbono. Aminoácidos: nomenclatura. Punto isoeléctrico. Proteínas y péptidos. Clasificación de las proteínas. Enzimas. Ácidos necleicos y nucleótidos. Alcaloides. Terpenos. TEMA XI: Reacciones nucleares. Partículas subatómicas. Estabilidad nuclear. Desintegración radiactiva. Ecuaciones para reacciones nucleares. Series de desintegración. Uso de los radionúclidos. Datación radiactiva. Usos médicos. Usos agrícolas. Usos industriales. Fisión y reactores nucleares.

IV. METODOLOGÍA DE TRABAJO El desarrollo temático se basará en la exposición y discusión del contenido programático, tratando de descubrir las causas y relaciones que conduzcan a un análisis crítico de los conocimientos adquiridos. Actividades del alumno: 1. Teoría: El alumno concurrirá a clases de exposición, en las que tendrá activa participación a través de interrogaciones e integrando grupos de discusión que posibiliten un verdadero proceso de enseñanza-aprendizaje. 2. Trabajos Prácticos: La conducción del aprendizaje tenderá a lograr una participación activa por parte de los alumnos en la realización de trabajos prácticos en laboratorio, como así también en la resolución de problemas.

V. EVALUACIÓN Y PROMOCIÓN Para alcanzar la condición de regular el alumno deberá cumplimentar el 80% de asistencia a clases, tener una calificación promedio de 60% en los parciales que

6 se tomarán durante el cuatrimestre y el 100% de los trabajos prácticos aprobados. De no ser así, su condición será de alumno libre. La promoción de la materia será a través de un examen final. Para los alumnos regulares constará de dos instancias: a) resolución de problemas y explicación escrita de un trabajo práctico, b) examen oral. Para los alumnos libres será de tres instancias: a) resolución de problemas, b) realización de un trabajo práctico en laboratorio, c) examen oral. La aprobación del primer ítem, con un mínimo de 60% de respuesta correcta, es siempre condición necesaria para acceder a los siguientes.

VI. CRONOGRAMA Segundo Cuatrimestre Temas/ Semanas 1 2

1 X

2 X

3 4

8 9 10 11

5 7

X X X

VII. BIBLIOGRAFÍA • • • • • • •

7 • • • • • •

QUÍMICA COU – Alonso – Cebeira – García – Ortega. Ed. Mc Graw Hill – Año 1990. Lidia Galagovsky Kurgan. QUÍMICA ORGÁNICA . Fundamentos teóricoprácticos para el laboratorio - Eudeba – Año 1999. Raymond Chang – Lidia Galagovsky Kurman QUÍMICA Ed. Mc Graw Hill – Edición en castellano. Año 2001. A. Garritz – J. A. Chamizo. QUÍMICA . Ed. Addison – Wesley Iberoamericana. Año 1994. Masterton – Slowinski – Stanilski QUÍMICA GENERAL SUPERIOR Ed. Mc Graw Hill. Alicia Fernández Cirelli – Mónica Eva Deluca- APRENDIENDO QUIMICA ORGÁNICA – Estructura y Reactividad Ed. Eudeba. Año 1995.

Ing. Qco. Hugo Flores

Ing. Qco. Juan B. Moor

PROGRAMA ANALÍTICO Carrera: INGENIERÍA AMBIENTAL LICENCIATURA EN GEOECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE Asignatura: QUÍMICA II Carga Horaria: 75 Horas. Régimen: Cuatrimestral. TEMA I: Compuestos orgánicos. El átomo de carbono: estructura y propiedades. Orbitales moleculares. Hibridación de orbitales. Fórmulas estructurales y fórmulas condensadas. Clasificación de los compuestos orgánicos. Síntesis orgánica: natural y artificial. Análisis inmediato y elemental de las sustancias orgánicas. TEMA II: Estructuras orgánicas: introducción. Grupos funcionales. Formas de moléculas. Tipos de reacciones orgánicas. Mecanismos de reacción y estados intermedios. Condiciones experimentales y mecanismos de reacción. Radicales libres. Acidez y basicidad de los compuestos orgánicos. Iones carbonio. Relaciones energéticas en las reacciones químicas. TEMA III: Hidrocarburos saturados y no saturados: alcanos, alquenos y alquinos. Propiedades físicas. Fuentes y empleo. Síntesis y reacciones. La industria del petróleo. Dienos y polienos. Alquinos naturales. TEMA IV: Hidrocarburos aromáticos: estructura, nomenclatura y propiedades físicas. Fuentes. Síntesis y reacciones. Mecanismo de la sustitución aromática electrófila. Polisustitución. Sustitución aromática nucleófila y por radicales libres. Benceno y derivados. Hidrocarburos aromáticos policíclicos y heterocíclicos. TEMA V: Alcoholes, halogenuros orgánicos y éteres: nomenclatura. Propiedades y caracterización. Fuentes y usos. Síntesis y reacciones. Estructura y reactividad. TEMA VI: Aldehídos y cetonas: nomenclatura. Propiedades y caracterización. Síntesis y reacciones. Quinonas. Epóxidos. TEMA VII: Acidos carboxílicos y sus derivados: nomenclatura y propiedades. Síntesis y reacciones. Anhidridos de ácidos. Ésteres carboxílicos. Jabones y detergentes. Carboxamidas. Compuestos sulfurados análogos a los ácidos carboxílicos. TEMA VIII: Aminas: nomenclatura. Estructura y propiedades Caracterización y síntesis de las aminas. Sales y bases de amonio cuaternario. Nitrocompuestos: nomenclatura y usos. Colorantes. Urea, cianamida y guanidina. TEMA IX: Isomería: concepto. Luz polarizada plana. Actividad óptica. El polarímetro: rotación óptica. Compuestos orgánicos ópticamente activos. Causas de la actividad óptica.

9 TEMA X: Hidratos de carbono: clases y propiedades. Estructuras de las aldosas y cetosas. Determinación de las configuraciones de los hidratos de carbono. Aminoácidos: nomenclatura. Punto isoeléctrico. Proteínas y péptidos. Clasificación de las proteínas. Enzimas. Ácidos necleicos y nucleótidos. Alcaloides. Terpenos. TEMA XI: Reacciones nucleares. Partículas subatómicas. Estabilidad nuclear. Desintegración radiactiva. Ecuaciones para reacciones nucleares. Series de desintegración. Uso de los radionúclidos. Datación radiactiva. Usos médicos. Usos agrícolas. Usos industriales. Fisión y reactores nucleares.

BIBLIOGRAFÍA • • • • • • • • • • • • •

Brewster, Ray Q. – Mc Ewen, William E. – QUÍMICA ORGÁNICA - 3º Edición. Buenos Aires – Ed. Médico Quirúrgica – Año 1969. Finar, J. L. QUÍMICA ORGÁNICA I. Principios Fundamentales – Madrid – EdAlambra. Año 1975. Alvarez Ros, Margarita y otros. -TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO DE QUÍMICA – Gili, Gustavo CIENCIA DE LOS COLOIDES: Física. Química y Técnica – Barcelona. Año 1956 Ralph J. Fessenden - John S. Fessenden. QUÍMICA ORGÁNICA. Grupo Editorial Iberoamérica- Año 1983 John Mc Murry – QUÍMICA ORGÁNICA.Grupo Editorial Iberoamérica Año 1994. John W. Hill – Doris K. Kolb – QUÍMICA PARA EL NUEVO MILENIO. Ed. Prentice Hall – Año 1999. QUÍMICA COU – Alonso – Cebeira – García – Ortega. Ed. Mc Graw Hill – Año 1990. Lidia Galagovsky Kurgan. QUÍMICA ORGÁNICA . Fundamentos teóricoprácticos para el laboratorio - Eudeba – Año 1999. Raymond Chang – Lidia Galagovsky Kurman QUÍMICA Ed. Mc Graw Hill – Edición en castellano. Año 2001. A. Garritz – J. A. Chamizo. QUÍMICA . Ed. Addison – Wesley Iberoamericana. Año 1994. Masterton – Slowinski – Stanilski QUÍMICA GENERAL SUPERIOR Ed. Mc Graw Hill. Alicia Fernández Cirelli – Mónica Eva Deluca- APRENDIENDO QUIMICA ORGÁNICA – Estructura y Reactividad Ed. Eudeba. Año 1995.

Ing. Qco. Hugo Flores

Ing. Qco. Juan B. Moor