Ciencia y Tecnología de los Alimentos

Grado y Doble Grado. Curso 2023/2024.

FUNDAMENTOS DE QUÍMICA Y ANÁLISIS QUÍMICO - 804270

Curso Académico 2023-24

Datos Generales

SINOPSIS

COMPETENCIAS

Transversales
CG-T4. Utilizar información científica de calidad, bibliografía y bases de datos especializadas, así como otros recursos relevantes para la Ciencia y Tecnología de los Alimentos.
CG-T6. Desarrollar capacidad crítica, adaptación a nuevas situaciones y contextos, creatividad y capacidad para aplicar el conocimiento a la resolución de problemas en el ámbito alimentario.
CG-T7. Trabajar en equipo y con profesionales de otras disciplinas.
Específicas
CE-Q1. Aplicar el lenguaje químico a la designación y formulación de compuestos orgánicos e inorgánicos. Ajustar reacciones químicas y realizar cálculos estequiométricos.
CE-Q2. Aplicar a las reacciones químicas los conceptos relativos a composición de la materia y los principios termodinámicos y cinéticos básicos.
CE-Q3. Utilizar los conceptos de equilibrio químico con especial énfasis en los equilibrios en disolución.
CE-Q4. Describir los principales tipos de compuestos orgánicos y sus grupos funcionales.
CE-Q5. Formular la estructura y estereoquímica de las moléculas orgánicas.
CE-Q6. Describir la reactividad fundamental de las principales familias de compuestos orgánicos.
CE-Q7. Aplicar los conocimientos teóricos a la resolución de problemas.
CE-Q8. Demostrar los conocimientos básicos de química analítica tanto teóricos como prácticos que permitan su aplicación al análisis de alimentos.
CE-Q9. Aplicar los conceptos adquiridos en el estudio de los equilibrios iónicos en disolución a la resolución de problemas analíticos cuantitativos mediante técnicas volumétricas y gravimétricas.

ACTIVIDADES DOCENTES

Clases teóricas
Clases magistrales (6 ECTS). Durante las sesiones teóricas se expondrán claramente los objetivos principales del tema, se desarrollará el contenido y se pondrán a disposición de los alumnos todos aquellos materiales necesarios para su comprensión en el Campus Virtual.
Seminarios
Seminarios (2 ECTS). Para los seminarios se proporcionarán a los alumnos relaciones de problemas / ejercicios / esquemas que desarrollarán individualmente o en grupo. Se potenciará la resolución de cuestiones / ejercicios por parte de los alumnos y se fomentará la búsqueda y estudio personal de la bibliografía y datos relevantes utilizando las herramientas que brinda la UCM.
Elaboración y presentación de trabajos y/o tutorías dirigidas (0,5 ECTS). En las tutorías dirigidas se programarán actividades diversas que permitan al profesor detectar las fortalezas y debilidades en el trabajo cotidiano de los alumnos.
Laboratorios
Se desarrollarán prácticas de laboratorio (3 ECTS) con contenidos directamente relacionados con los teóricos y que constituirán un complemento y apoyo a las clases y seminarios. Se podrán realizar seminarios que complementen los aspectos prácticos.

Presenciales

12

Breve descriptor:

Toda la información de la asignatura se encuentra en:
- Guía docente
- Web del Grado

Contenidos teóricos:

Leyes ponderales y estequiometría. Estructura atómica. Enlace químico. Estados de agregación. Termodinámica y cinética química. Equilibrio químico. Disoluciones y equilibrios en disolución. Estructura y nomenclatura de compuestos orgánicos. Grupos funcionales y reactividad de los compuestos orgánicos. Volumetrías y gravimetrías. Técnicas ópticas de análisis. Técnicas electroanalíticas. Técnicas de separación.

Contenidos prácticos:

Material de laboratorio y seguridad. Técnicas básicas de laboratorio: preparación de disoluciones, filtración, separación. Identificación y purificación de sustancias inorgánicas y orgánicas. Aplicaciones de volumetrías y gravimetrías. Aplicaciones de las técnicas instrumentales analíticas.

Requisitos

Se recomienda tener conocimientos básicos de nomenclatura química y de magnitudes y unidades físico-químicas, así como de física y matemáticas.

Objetivos

Proporcionar los conocimientos básicos en Química que aporten al estudiante las herramientas para una mejor comprensión de las materias específicas del Grado.

Fomentar en el alumno el interés por el aprendizaje de la Química e instruirle en el papel que esta desempeña en la naturaleza y en la sociedad actual, y en concreto dentro del ámbito alimentario.

Adquirir unos conocimientos teóricos y prácticos de química analítica clásica e instrumental suficientes que permitan al estudiante su aplicación en los aspectos analíticos relacionados con la tecnología de los alimentos.

Contenido

Programa teórico:
Bloque I. Química General e Inorgánica
Tema 1. Aspectos elementales de Química:Sustancias puras y mezclas. Leyes ponderales y volumétricas. Concepto de mol. Fórmulas químicas. Ecuaciones químicas. Estequiometría.
Tema 2. Estructura atómica. Tabla Periódica: Partículas elementales. Isótopos. Números cuánticos. Orbitales. Configuraciones electrónicas. Tabla Periódica. Propiedades periódicas. Electronegatividad.
Tema 3. Enlace químico. Estados de agregación: Tipos de enlace. Enlace iónico: energía reticular. Enlace covalente: teoría de Lewis, geometría molecular, teoría de enlace de valencia, hibridación. Enlace metálico. Fuerzas intermoleculares. Tipos de sólidos. Gases: ecuación de estado de los gases ideales.
Tema 4. Termodinámica y cinética química: Primer principio: entalpía. Ley de Hess. Segundo principio: entropía. Energía libre. Espontaneidad. Cambios de estado. Velocidad de reacción. Constante cinética. Orden de reacción. Energía de activación.
Tema 5. Equilibrio químico: Constante de equilibrio. Equilibrios heterogéneos. Modificación de las condiciones de equilibrio: Principio de Le Chatelier.
Tema 6. Disoluciones. Equilibrios en disolución: Mezclas: disoluciones. Formas de expresar la concentración en disoluciones. Propiedades coligativas. Equilibrios en disolución. Equilibrio ácido-base: concepto de pH, fortaleza de ácidos y bases, pares conjugados, hidrólisis, disoluciones reguladoras. Equilibrio de precipitación: solubilidad, efecto ion-común. Equilibrio de oxidación-reducción: número de oxidación, potencial de electrodo, espontaneidad, células galvánicas, electrolisis.
Bloque II. Química Orgánica
Tema 7. Introducción a la Química Orgánica I: Moléculas orgánicas. Estructura y propiedades. Efectos electrónicos. Nomenclatura de los compuestos orgánicos. Grupos funcionales.
Tema 8. Introducción a la Química Orgánica II: Reacciones orgánicas. Análisis conformacional. Estereoisomería. Actividad óptica. 
Tema 9. Grupos funcionales y reactividad: Reactividad de los compuestos orgánicos. Alcoholes, aminas y compuestos carbonílicos. Compuestos de interés biológico.
Bloque III. Química Analítica
Tema 10. Química Analítica: concepto, objetivos y metodología: Etapas del proceso analítico.
Tema 11. Toma y preparación de la muestra: Toma de muestra. Tipos de muestra. Conservación y almacenamiento. Pretratamiento de la muestra. Métodos de mineralización por vía seca y vía húmeda.
Tema 12. Fundamentos del análisis volumétrico y volumetrías ácido-base, de formación de complejos, precipitación y redox: Introducción. Requisitos de las reacciones volumétricas. Disoluciones patrón. Curvas de valoración. Indicadores. Aplicaciones analíticas en el campo de los alimentos.
Tema 13. Gravimetrías: Propiedades de los precipitados y reactivos precipitantes. Tipos de gravimetrías. Factor gravimétrico. Aplicaciones.
Tema 14. Concepto e interés de las técnicas instrumentales: Química analítica instrumental. Clasificación de las técnicas instrumentales. Radiación electromagnética. Métodos ópticos espectroscópicos y no espectroscópicos.
Tema 15. Espectrometría de absorción atómica: Bases teóricas. Componentes de los equipos instrumentales. Interferencias. Proyección analítica.
Tema 16. Espectrometría de absorción molecular en el ultravioleta-visible: Aspectos teóricos de los procesos de absorción molecular. Componentes de los equipos instrumentales. Proyección analítica.
Tema 17. Espectrometría de luminiscencia: Aspectos teóricos de los procesos luminiscentes. Espectrofluorimetría. Aplicaciones analíticas.
Tema 18. Técnicas cromatográficas: Clasificación. Teoría de la columna. Eficacia y poder de resolución. Cromatografía de gases. Aspectos específicos y componentes de los equipos. Cromatografía de líquidos. Componentes básicos de los equipos instrumentales. Modalidades. Separaciones isocráticas y en gradiente. Aplicaciones.
Tema 19. Métodos electroanalíticos: Principios generales. Electrodos selectivos de iones. Potenciometría. Proyección analítica.
Programa práctico:
- Material de laboratorio y seguridad
- Preparación de disoluciones
- Solubilidad y precipitación
- Equilivrios ácido-base
- Equilibrios de oxidación-reducción
- Destilación
- Extracción
- Cromatografía
- Espectrometría de absorción ultravioleta-visible
- Polarimetría
- Volumetrías de complejos
- Volumetrías redox


Evaluación

Las prácticas de laboratorio son obligatorias. Para poder realizar un examen final escrito será necesario que el alumno haya participado al menos en el 70% de las actividades presenciales. La calificación final tendrá en cuenta, de forma proporcional, los exámenes escritos u orales, el trabajo personal, las actividades dirigidas, las memorias de laboratorio y la participación activa en actividades, con el siguiente criterio:
- Exámenes: 60%
Convocatoria de junio: se realizarán tres exámenes parciales (uno por cada parte de la asignatura) y un examen final. Los alumnos que obtengan una nota promedio por parciales igual o superior a 5 no estarán obligados a presentarse al examen final. Para hacer la nota promedio es requisito obtener una nota mínima de 4 sobre 10 en cada uno de los parciales.
Los exámenes parciales serán liberatorios para la convocatoria ordinaria (junio) y extraordinaria (septiembre) cuando se obtenga una nota igual o superior a 5.
El examen final constará de tres partes (una por cada bloque), requiriendo una nota mínima de 4 sobre 10 en cada una de ellas. Cada alumno realizará la parte o partes que no haya superado en los exámenes parciales.
Para promediar con el resto de las actividades es requisito imprescindible obtener como media una calificación de 4 sobre 10.
Convocatoria de septiembre: se realizará un único examen final manteniendo los mismos criterios de la convocatoria de junio.
- Trabajo personal: 15%
La evaluación se hará teniendo en cuenta la destreza del alumno en la resolución de problemas y ejercicios que serán recogidos periódicamente y la valoración del trabajo en las clases presenciales de seminarios y en las tutorías.
- Prácticas de laboratorio: 25%
Se valorará el trabajo realizado en el laboratorio así como los informes o memorias que se entreguen en relación con las prácticas desarrolladas. Para promediar con el resto de las actividades es requisito imprescindible obtener como media una calificación de 4 sobre 10.

Bibliografía

1. Petrucci, R. H.; Herring, F. G.; Madura, J. D.; Bissonnette, C.: “Química General. Principios y Aplicaciones Modernas”, 10th ed., Prentice Hall, 2010.
2. Atkins, P.; Jones, L.: “Principios de Química”, 3ª ed., Panamericana, 2006.
3. Chang, R.: “Química”, 9ª ed., McGraw-Hill, 2007.
4. Volhardt, K. P. C.; Schore, N.E.: “Organic Chemistry”, 5th ed., Freeman, 2006.
5. Hart, H.; Craine, L. E.; Hart, D. J.: ”Química Orgánica”, McGraw-Hill, 1997.
6. Soto, J. L.: “Química Orgánica. Vol. I. Conceptos básicos”, Síntesis, 1996.
7. Timberlake, K. C.: “Química. Una introducción a la Química General, Orgánica y Biológica”, 10ª ed., Pearson, 2011.
8. López Cancio, J. A.: “Problemas de Química”, Prentice Hall, 2000.
9. Quiñoa, E.; Riguera, R.: “Cuestiones y Ejercicios de Química Orgánica”, McGraw-Hill, 1994.
10. Quiñoa, E.; Riguera, R.: “Nomenclatura y Representación de los Compuestos Orgánicos”, McGraw-Hill, 1996.
11. Harris, D. C.: “Análisis Químico Cuantitativo”, Grupo Editorial Iberoamérica, 1992. Reverté, 3ª ed., 2007.
12. Skoog, D. A.; West, D. M.; Holler, F. J.; Grouch, S. R.: “Fundamentos de Química Analítica”, 8ª ed., McGraw Hill, 2005.
13. Cámara, C.; Fernández, P.; Martín-Esteban, A.; Pérez-Conde, C.; Vidal, M.: “Toma y Tratamiento de Muestras”, Síntesis, 2002.
14. Skoog, D. A.; Holler, F.; Crouch, S.: “Principios de Análisis Instrumental”, 6ª ed., Cengage Learning, 2008.
15. Hernández, L.; González, C.: “Introducción al Análisis Instrumental”, Ariel Ciencia, 2002.

Estructura

MódulosMaterias
MATERIAS BÁSICASQUÍMICA

Grupos

Clases teóricas
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo A - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
CARMEN MARIA ATIENZA CASTELLANOS
EMMA GRACIA LOR
JON SANZ LANDALUCE
MARIA DEL MAR CAJA LOPEZ
Grupo B - - -DANIEL MUÑOZ GIL
IRENE OJEDA FERNANDEZ
JON SANZ LANDALUCE
JUAN JOSE RODRIGUEZ BENCOMO
MARTA PACHECO JEREZ
SALVATORE FILIPPONE


Seminarios
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
SemA - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
CARMEN MARIA ATIENZA CASTELLANOS
EMMA GRACIA LOR
MARIA DEL MAR CAJA LOPEZ
SemB - - -DANIEL MUÑOZ GIL
JUAN JOSE RODRIGUEZ BENCOMO
MARTA PACHECO JEREZ
SALVATORE FILIPPONE


Prácticas
GrupoPeriodosHorariosAulaProfesor
Grupo1 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
CRISTINA ARAGONCILLO ABANADES
JON SANZ LANDALUCE
MARIA LOURDES AGUI CHICHARRO
MARTA PACHECO JEREZ
SANTIAGO HERRERO DOMINGUEZ
Grupo2 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
ISRAEL FERNANDEZ LOPEZ
JON SANZ LANDALUCE
MARIA RAQUEL MATEOS BRIZ
MARTA PACHECO JEREZ
SANTIAGO HERRERO DOMINGUEZ
Grupo3 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
CRISTINA ARAGONCILLO ABANADES
JON SANZ LANDALUCE
MARTA PACHECO JEREZ
REYNALDO VILLALONGA SANTANA
SANTIAGO HERRERO DOMINGUEZ
Grupo4 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
ISRAEL FERNANDEZ LOPEZ
JON SANZ LANDALUCE
MARIA RAQUEL MATEOS BRIZ
MARTA PACHECO JEREZ
SANTIAGO HERRERO DOMINGUEZ
Grupo5 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
GONZALO DURAN SAMPEDRO
IRENE OJEDA FERNANDEZ
JON SANZ LANDALUCE
MARIA CRISTINA ADAN DELGADO
MARIA LOURDES AGUI CHICHARRO
Grupo6 - - -CARMEN MARIA ATIENZA CASTELLANOS
IRENE OJEDA FERNANDEZ
JON SANZ LANDALUCE
LAURA RODRIGUEZ PEREZ
MARIA RAQUEL MATEOS BRIZ
MARTA MARIA GONZALEZ BARRIOS
Grupo7 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
IRENE OJEDA FERNANDEZ
JON SANZ LANDALUCE
LAURA CASTAÑAR ACEDO
MARTA MARIA GONZALEZ BARRIOS
REYNALDO VILLALONGA SANTANA
Grupo8 - - -ANA QUEREJETA FERNANDEZ
IRENE OJEDA FERNANDEZ
JON SANZ LANDALUCE
LAURA RODRIGUEZ PEREZ
MARIA RAQUEL MATEOS BRIZ