Química inorgánica de los sistemas naturales

TITULACIÓN: LICENCIATURA EN QUÍMICA
CURSO ACADÉMICO: 2011-2012
GUÍA DOCENTE de QUIMICA INORGÁNICA DE LOS SISTEMAS
NATURALES
EXPERIENCIA PILOTO DE IMPLANTACIÓN DEL SISTEMA DE CRÉDITOS
EUROPEOS EN LA UNIVERSIDAD DE JAÉN.
UNIVERSIDADES ANDALUZAS
DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: QUÍMICA INORGÁNICA DE LOS SISTEMAS NATURALES
CÓDIGO: 3202
AÑO DE PLAN DE ESTUDIOS: 1995
adaptada en 2000
TIPO (troncal/obligatoria/optativa) : Optativa
Créditos LRU / ECTS
Créditos LRU/ECTS
Créditos LRU/ECTS
totales: 7.5/6
teóricos: 6/4.8
prácticos: 1.5/1.2
CURSO: 4ª
CUATRIMESTRE:
CICLO: 2º
Primero
DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: Paloma Arranz Mascarós (T), Nuria Illán Cabezas (P).
CENTRO/DEPARTAMENTO: Facultad de Ciencias Experimentales/Química
Inorgánica y Orgánica
ÁREA: Química Inorgánica
Nº DESPACHO:
E-MAIL parranz@ujaen.es
TF: 953212696
B3-459
E-MAIL naillan@ujaen.es
TF: 953212949
B3-463
URL WEB: www4.ujaen.es/~parranz/
URL WEB: www4.ujaen.es/~naillan/
DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA
1. DESCRIPTOR
Los elementos químicos en el medio ambiente y sus recursos. Elementos y
compuestos químicos de interés agrícola e industrial. Influencia de los
compuestos y elementos inorgánicos en el medio ambiente, estudiando
principalmente los procesos de contaminación del aire, agua y suelo.
1
2. SITUACIÓN
2.1. PRERREQUISITOS:
2.2. CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN: Con esta asignatura optativa se
pretende ampliar los conocimientos del alumno en la química inorgánica relacionada
con el medio ambiente, para ello, la asignatura se centra en el estudio de los elementos
y compuestos químicos que constituyen la química inorgánica y su influencia en el
medio ambiente, incidiendo en los procesos de contaminación por parte de dichos
compuestos en los tres grandes bloques: agua, aire y suelo. Se realiza también un
estudio de los elementos y compuestos inorgánicos de interés agrícola e industrial.
2.3. RECOMENDACIONES: Conocimientos básicos de inglés e informática.
3. COMPETENCIAS
3.1. COMPETENCIAS TRANSVERSALES/GENÉRICAS: Capacidad de análisis y
de síntesis. Capacidad deductiva para la resolución de supuestos. Habilidad para
obtener y analizar información a través de la familiarización con sistemas de
búsqueda.. Capacidad para coordinarse en trabajos realizados en equipo relativos a la
preparación de memorias relativas a una materia. Aprendizaje autónomo.
Razonamiento crítico. Conocimiento de una lengua extranjera. Sensibilidad y
compromiso hacia temas medioambientales.
3.2. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS:

Cognitivas (Saber): Conocimiento de los hechos, conceptos y principios
relacionados con los contenidos de la asignatura. Conocer las fuentes de los
elementos y compuestos inorgánicos. Conocer los recursos energéticos que nos
ofrecen los elementos y los compuestos inorgánicos. Conocer las aplicaciones
en la agricultura de los elementos químicos y los compuestos inorgánicos.
Conocer los efectos tóxicos de los elementos y compuestos inorgánicos.

Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer): Saber aplicar los
conocimientos adquiridos a la comprensión y solución de problemas
ambientales derivados de la contaminación.

Actitudinales (Ser): Habilidad para predecir el comportamiento químico de los
elementos y sus compuestos para saber elegir alguno de los principales métodos
de descontaminación
2
4. OBJETIVOS

Estudiar el origen de los elementos y compuestos inorgánicos y los
recursos energéticos que nos ofrecen.

Obtener una visión perspectiva general de la reactividad de los
elementos y de los compuestos inorgánicos y de su influencia en los tres
grandes bloques: agua, aire y suelo.

Describir las propiedades de los elementos y compuestos inorgánicos en
relación con
sus aplicaciones agrícolas e industriales, haciendo
comprender a los alumnos el efecto tóxico de algunos de ellos cuando
sus niveles en el medio ambiente sobrepasan los límites permitidos.

Dar a conocer a los alumnos el comportamiento que algunos elementos
y compuestos tiene en el medio ambiente y las consecuencias de un
exceso de los mismos en la hidrosfera, atmósfera y suelo.
5. METODOLOGÍA
NÚMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO:
150
PRIMER CUATRIMESTRE:
Nº de Horas: 150
 Clases Teóricas*: 40
 Clases prácticas : 11
 Exposiciones y Seminarios*: 16
 Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales): 1
A) Colectivas*: 1
B) Individuales:
 Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
A) Con presencia del profesor*: revisión de ejercicios de seminario y de
trabajos realizados en grupos. 17
. Debate de las cuestiones relacionadas con los temas teóricos: 8
. Exposición de trabajo personal ó en grupo: 8
. Tutoría colectiva: 1
B) Sin presencia del profesor: [ver apartados B) y C) del punto siguiente]
 Otro Trabajo Personal Autónomo:
A) Horas de estudio: 60
B) Preparación de Trabajo Personal y en grupo: 10
C) Resolución cuestiones de seminario: 9
 Realización de Exámenes:
A) Examen escrito: 3
B) Exámenes orales (control del Trabajo Personal):
* Horas presenciales
3
6. TÉCNICAS DOCENTES (señale con una X las técnicas que va a utilizar en el desarrollo de su
asignatura. Puede señalar más de una. También puede sustituirlas por otras):
Sesiones académicas teóricas
Exposición y debate:
Tutorías especializadas:
X
X
X
Sesiones académicas prácticas
Visitas y excursiones:
Controles de lecturas obligatorias:
X
X
Otros (especificar):
DESARROLLO Y JUSTIFICACIÓN:
SESIONES
ACADÉMICAS
TEÓRICAS:
Se
utilizará
un
método
fundamentalmente expositivo utilizando pizarra y recursos audiovisuales. El
profesor expondrá algunos bloques de la asignatura. Otros bloques serán
expuestos por los alumnos. Al comienzo de cada lección se expondrá el
contenido de cada tema resaltando los objetivos principales. El profesor
fomentará en todo momento la participación del alumno. Parte del temario se
desarrollará mediante el uso de la plataforma ILIAS.
SESIONES ACADÉMICAS PRÁCTICAS: Se realizará una visita organizada a
la Planta potabilizadora de agua “Los Vados” que depende de EMASAGRA
(Empresa de abastecimiento y saneamiento de aguas de Granada).
EXPOSICIONES Y SEMINARIOS: Los alumnos realizarán de forma individual y
fuera del horario de clase una búsqueda de información relacionada con
algunos de los temas más actuales de la asignatura. Esta búsqueda de
información se plasmará en un trabajo que será expuesto por grupos ante el
resto de los alumnos en las clases de seminarios. Así mismo se elegirán
algunos temas de interés a partir de los cuales se realizará un debate por
grupos.
TUTORÍA COLECTIVA : Se realizará una tutoría colectiva a lo largo del
cuatrimestre para comprobar como se desarrolla la asignatura.
7. BLOQUES TEMÁTICOS
1.- Los elementos químicos en el medio ambiente y recursos
2.- Elementos y compuestos inorgánicos de interés agrícola e industrial.
3.- Influencia de la química inorgánica en el medio ambiente.
8. BIBLIOGRAFÍA
8.1 GENERAL
1. Stanley E. Manahan. Introducción a la Química Ambiental, Ed. Reverté,
2007. ISBN: 968-6708-67-7.
2.- J. E. Ferguson. Inorganic Chemistry and the Earth, Pergamon Press, 1982
3.- T. W. Swadle. Inorganic Chemistry: an Industrial and Environmental
Perspective, Academic Press, 1997.
4
4.- H. B. Bradl. Heavy metals in the Environment: Origin, Interaction and
Remediation, Elsewier academic press.
8.2 ESPECÍFICA (con remisiones concretas, en lo posible)
Libros de texto:
1.- Thomas, G. Spiro, William M. Stigliani, Química Medioambiental, Pearson
Education, 2003. ISBN: 84-205-3905-9.
2.- Ian Williams, Environmental Chemistry, John Willey and sons, 2001, ISBN:
0-471-48941-7.
4.- Sorensen, B. Renewable Energy. 2ª Ed. Academic Press, 2000.
5.-Enrique Otero Huerta. Corrosión y degradación de materiales. Editorial
Síntesis. 2001.
6.-Carmen Orozco Barrenetxea. Contaminación Ambiental. Thomson Ed.,
2003.
7.- P. Warneck, Chemistry of the Natural Atmosphere, Academic Press, San
Diego 1988.
8.- R. Goody, Principles of atmospheric physics and chemistry, Oxford
University Press, 1995.
9. TÉCNICAS DE EVALUACIÓN



Examen teórico.
Evaluación de las actividades académicamente dirigidas (Búsqueda de
información, exposiciones y debates), resumen de la visita a la planta de
tratamiento de agua)
Control de asistencia a clases teóricas, prácticas, seminarios y tutorías.
Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el
curso):
La nota final de la asignatura se computará de forma ponderada atendiendo a los siguientes
porcentajes:

50% Examen escrito (sobre la parte teórica )

40% Actividades académicamente dirigidas: Búsqueda de información,
Exposiciones y Debates.

10% Asistencia a la Planta de tratamiento y elaboración de un resumen
sobre lo visto en dicha planta
5
Distribuya semanalmente el número de horas que ha respondido en el punto 5
10. CRONOGRAMA (Sólo hay que indicar el número de horas que a ese tipo de sesión va a dedicar el estudiante cada semana)
SEMANA
Nº de horas Nº de horas Nº de horas Nº de horas Nº de horas Nº de horas
de sesiones sesiones
Exposiciones Visita
y Tutorías
Control
Teóricas
prácticas
y seminarios excursiones especializadas lecturas
obligatorias
Exámenes
de
Temas del temario a
tratar
1er Cuatrimestre
1ª Semana:
26 al 30 sepbre 2011
3
1
2ª: 3 sept – 7 oct.
3ª: 10 – 14 oct.
4ª: 17 – 21 oct.
5ª: 24 – 28 oct.
6ª: 31 oct – 4 nov.
7ª: 7 nov. – 11 nov.
3
3
3
3
3
1
1
1
1
1
3
1
8ª: 14 nov. – 18 nov.
9ª: 21 nov. – 25 nov.
3
1
3
1
10ª: 28 nov – 2 dic.
11ª: 5 dic – 9 dic.
12ª: 12 dic – 16 dic.
3
3
3
1
1
13ª: 19 dic – 23 dic.
3
14ª: 9 enero- 13 enero
15ª: 16- 20 enero
16ª: 21- 27 enero
1
Tema 1: Origen y
justificación
11
1
1
24 diciembre 2011-8 enero de 2012
1
4
Tema 1
Tema 1
Tema 1
Tema 2: Extracción
Tema 2
Tema 2, Tema 3:
Corrosión
Tema 3, Tema 4
Tema 4: Fuentes de
E.
Tema 5: Nitrógeno
Tema 6:Fósforo
Tema 7: Azufre
Tema 8: Silicio
Tema 9: Ciclos, Temas
10-16: Contaminación
medio ambiente
Temas: 10-16
Periodo de
exámenes
6
11. TEMARIO DESARROLLADO (con indicación de las competencias que se van a
trabajar en cada tema)
BLOQUE I: LOS ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL MEDIO AMBIENTE Y
RECURSOS.
TEMA 1.- Justificación química del origen y distribución de los elementos
químicos en el medio ambiente.
1.1. Introducción, 1.2. Estructura de los núcleos, 1.3. Origen del universo, 1.4.
Síntesis Nuclear, 1.5. Manufactura de los elementos, 1.6. Formación y
estructura de la tierra.
TEMA 2.- Extracción de los metales a partir de recursos naturales.
2.1. Introducción, 2.2. Limitación de los recursos, 2.3. Algunos procesos de
formación de los minerales, 2.4. Recursos metálicos más importantes, 2.5.
Extracción de los metales, 2.6. Recursos minerales en expansión.
TEMA 3.- Corrosión de los metales.
3.1. Introducción, 3.2 Química de la corrosión. 3.3. Factores que influyen en la
corrosión, 3.4. Protección contra la corrosión, 3.5. Clasificación de los
diferentes tipos de corrosión.
TEMA 4.- Fuentes de energía química.
4.1. Introducción, 4.2. Procesos de conversión de energía, 4.3. Combustibles
fósiles, 4.3.1. Carbón mineral, 4.3.2. Petróleo, 4.3.3. Gas natural, 4.4. Energía
Nuclear, 4.4.1. Fisón, 4.4.2 Fusión, 4.5. Energía renovables, 4.5.1. Energía
solar, 4.5.2. Biomasa, 4.5.3. Energía hidroéléctrica, 4.5.4. Energía eólica, 4.5.4.
Energía oceánica, 4.5.5. Energía geotérmica.
BLOQUE II: ELEMENTOS Y COMPUESTOS DE INTERÉS AGRÍCOLA E
INDUSTRIAL.
TEMA 5.- El Nitrógeno.
5.1. Introducción, 5.2. Ciclo biológico del nitrógeno, 5.2. Fijación del nitrógeno,
5.3. La industria del Nitrógeno, 5.4. El nitrógeno en la agricultura. 5.6 Nitrógeno
y medio ambiente.
TEMA 6.- El Fósforo.
6.1. Introducción, 6.2. Ciclo global del fósforo, 6.3. Obtención de fósforo y
formas alotrópicas, 6.4. El fósforo en la industria, 6.5. El fósforo en la
agricultura, 6.6. Fósforo y medio ambiente.
TEMA 7.- El Azufre.
7.1. Introducción, 7.2. Química del azufre, 7.3 Ciclo del azufre, 7.4. El azufre en
la industria y agricultura, 7.5. Azufre y medio ambiente.
7
TEMA 8.- El Silicio.
8.1. Introducción, 8.2. Obtención de silicio puro. Propiedades y aplicaciones,
8.3. Silicatos. Clasificación, 8.4. Industria de los silicatos, 8.5. Siliconas, 8.6.
Gel de sílice, 8.7. Sílice y medio ambiente.
TEMA 9.- Aspectos químicos de los ciclos del carbono y oxígeno en el medio
ambiente. Ciclo de otros elementos.
9.1. Introducción, 9.2. Ciclo del carbono, 9.3. Ciclo del oxígeno, 9. 4. Ciclo del
calcio.
BLOQUE III: INFLUENCIA DE LA QUÍMICA INORGÁNICA EN EL MEDIO
AMBIENTE
TEMA 10 .- Contaminación del aire
10.1 Composición atmosférica,
Contaminantes antropogénicos.
10.2.
Contaminantes
naturales,
10.2
TEMA 11.- Contaminantes inorgánicos.
11.1. Óxidos de carbono, 11.2. Óxidos de nitrógeno, 11.3. Óxidos de azufre,
11.4. Otros contaminantes inorgánicos gaseosos.
TEMA 12.- Control y corrección de contaminantes inorgánicos del aire.
12.1. Introducción, 12.2. Eliminación de óxidos de azufre, 12.3. Eliminación de
sulfuro de hidrógeno, 12.4. Eliminación de fluoruro de hidrógeno, 12.5.
Eliminación de óxidos de nitrógeno, 12.6 Eliminación de partículas sólidas
contaminantes.
TEMA 13.- Contaminación del agua por especies metálicas.
13.1. Causas de contaminación por metales, 13.2. Destino de los metales,
13.3. Factores que condicionan la accesibilidad, transporte y toxicidad de los
metales en el medio acuático. 13.4. Estudio simplificado de algunos metales.
TEMA 14.- Contaminación del agua por especies aniónicas.
14.1. Introducción, 14.2. Estudio simplificado de algunos aniones, 14.2.1.
Fosfatos, 14.2.2. Nitratos, 14.2.3. Sulfatos, 14.2.4. Cianuro.
TEMA 15.- Tratamiento del agua.
15.1. Introducción, 15.2. Tratamiento del agua para uso doméstico, 15.3.
Tratamiento del agua para aplicaciones industriales específicas, 15.4.
Tratamiento de aguas residuales, 15.5. Extracción de compuestos orgánicos,
15.6. Extracción de metales, 15.7. Desinfección del agua.
TEMA 16.- Contaminantes químicos de la litosfera.
16.1. Introducción, 16.2. La salinidad del suelo, 16.3. Contaminantes orgánicos
en el suelo, 16.4. Contaminantes inorgánicos del suelo, 16.5. Tratamiento de
suelos contaminados.
8
12. MECANISMOS DE CONTROL Y SEGUIMIENTO (al margen de los
contemplados a nivel general para toda la experiencia piloto, se recogerán aquí
los mecanismos concretos que los docentes propongan para el seguimiento de
cada asignatura):
Control de asistencia a los seminarios. Supervisión de las exposiciones y
debates. Realización de encuestas a los estudiantes sobre la marcha de la
asignatura y dificultades detectadas en la metodología propia de la experiencia
piloto (créditos ECTS).
9