Libro de Química - Documentos varios Ingeniería Civil, Universidad Distrital. PDF

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Documentos varios Ingeniería Civil, Universidad Distrital....

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QUÍMICA PARA CONSTRUCCIONES CIVILES

Autor: Magíster FRANCISCO PASTRÁN BELTRÁN

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HOJA DE VIDA RESUMIDA DE FRANCISCO PASTRÁN BELTRÁN (AUTOR DE ESTE LIBRO)

PERFIL ACADÉMICO Y PROFESIONAL

Magíster en Educación Competente para el ejercicio de la docencia de calidad, la exploración pertinente y la gestión educativa participativa. Capacidad para desarrollar, desde la práctica pedagógica, estrategias y metodologías que dinamicen la enseñanza, el aprendizaje autónomo y el trabajo en equipo.

Especialista en Docencia Universitaria Experto en la implementación de pedagogías y didácticas innovadoras que permitan generar procesos de formación en ambientes de aprendizaje, los cuales potenciarán a los estudiantes en la construcción de conocimientos de una manera crítica.

Químico Sólida formación teórica y experimental en química, que me permite ser líder en procesos de investigación científica. Conocimientos y habilidades para analizar resultados en la experimentación química.

Licenciado en Áreas Tecnológicas Excelente pedagogo, con extraordinario manejo metodológico y notables cimientos académicos para enseñar Química, Física y Matemáticas. Excelente habilidad oral y escrita como herramienta básica de la docencia que me permite expresar ideas y transmitir conocimientos. Habilidad para establecer adecuadas relaciones interpersonales con los estudiantes. Líder en la dirección del trabajo en equipo, de buenas relaciones interpersonales y destrezas para la integración en equipos interdisciplinarios.

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EXPERIENCIA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS (Bogotá D.C.) Docente de Química General Adscrito al Proyecto Curricular Construcciones Civiles de la Facultad Tecnológica. Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de la asignatura Química General a estudiantes de segundo semestre de Construcciones Civiles y orientar y dirigir las prácticas de laboratorio. Docente de Fundamentos de Matemáticas Adscrito al Proyecto Curricular Construcciones Civiles de la Facultad Tecnológica. Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de la asignatura Fundamentos de Matemáticas a estudiantes de primer semestre de Construcciones Civiles.

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA (Bogotá D.C.) Director de trabajos de investigación Adscrito a la Facultad de Educación. Funciones: Asesorar y dirigir los trabajos de investigación de los estudiantes de maestría en educación. Diseñar y definir los instrumentos de recolección de datos. Plantear hipótesis, objetivos, problema de investigación, orientación metodológica, corrección de estilo. Jurado en sustentación de trabajos de grado.

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOS (Bogotá D.C.) Docente de Matemáticas Adscrito al Departamento de Ciencias Básicas de la Facultad de Ingeniería. Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de las asignaturas Precálculo, Geometría, Álgebra Lineal, Cálculo Diferencial, Cálculo Integral, Ecuaciones Diferenciales, Estadística Descriptiva y Estadística Inferencial, a estudiantes de diferentes semestres de Ingeniería civil, Ingeniería industrial, Contaduría pública, Administración de empresa, Trabajo social, Tecnología en Logística y Tecnología en electrónica, entre otros.

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COLEGIO CASA ACADÉMICA CULTURAL (Bogotá D.C.) Coordinador Académico, Coordinador de Convivencia, Docente de Química, Matemáticas y Física. Funciones: Coordinar y dirigir los procesos académicos y de convivencia del colegio. Dirigir y presidir las reuniones del Consejo Académico. Elaboración de horarios académicos. Entrevistas y contratación de docentes. Impartir las asignaturas Química, Física y Matemáticas a estudiantes de grado décimo y once.

COLEGIO ALMIRANTE PADILLA (Bogotá D.C.) Docente de Química y Física Adscrito a la Secretaría de Educación Distrital. Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de las asignaturas Química y Física, a los estudiantes de grado décimo y once.

COLEGIO JOSÉ EUSTASIO RIVERA (Saravena, Arauca) Docente de Matemáticas Adscrito a la Secretaría de Educación del Departamento de Arauca. Funciones: Enseñar la asignatura Matemáticas a los estudiantes de grado octavo, noveno y décimo. Dirección de grupo.

COLEGIO COMERCIAL GETSEMANÍ (Saravena, Arauca) Coordinador Académico, Docente de Matemáticas y Física Funciones: Dirigir los procesos académicos del colegio, elaboración de horarios académicos, enseñar la asignaturas Matemáticas a los estudiantes de grado sexto, séptimo, octavo, noveno, décimo y once y Física a los estudiantes de grado décimo y once.

COLEGIO INTEGRADO JUAN ATALAYA NOCTURNO (Cúcuta) Docente de Química Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de la asignatura Química General a estudiantes de décimo y undécimo grado.

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COLEGIO MARISCAL SUCRE (Cúcuta, Norte de Santander) Docente de Química Funciones: Enseñar y orientar los procesos académicos de la asignatura Química General a estudiantes de décimo y undécimo grado.

PUBLICACIONES ARTÍCULO CIENTÍFICO Título: Software libre: Una estrategia para aprender a factorizar Revista: Visión Electrónica. Más que un estado sólido. ISSN 1909-9746 URL: http://revistas.udistrital.edu.co/ojs/index.php/visele/index

OTROS ARTÍCULOS 1. ¿ES CORRECTO HABLAR DE INVESTIGACIÓN CUALITATIVA Y CUANTITATIVA? 2. ¿QUÉ DEBE CARACTERIZAR LA FUNCIÓN DE SER MAESTRO? 3. DOCENCIA, LENGUAJE Y COMUNICACIÓN. 4. EL PAPEL DE LOS EDUCADORES – EL MAESTRO Y SU OFICIO. 5. EDUCABILIDAD Y ENSEÑABILIDAD. 6. INVESTIGACIÓN Y FORMACIÓN PEDAGÓGICA DEL PROFESORADO UNIVERSITARIO. 7. COMPETENCIAS PROFESIONALES EN LA FORMACIÓN DE DOCENTES. 8. MODELO PEDAGÓGICO INTEGRADOR. 9. DIDÁCTICAS CONTEMPORÁNEAS. 10. TÉCNICAS DE ENSEÑANZA. 11. ¿CUÁL ES EL OBJETO DE LA ENSEÑANZA? ¿QUÉ SE DEBE ENSEÑAR? ¿CÓMO SE DEBE ENSEÑAR?

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INVESTIGACIONES REALIZADAS:

1. DETERMINACIÓN DE LA INFLUENCIA QUE PUEDE TENER LA EVALUACIÓN EN MATEMÁTICAS EN LA DESERCIÓN ESTUDIANTIL EN EL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS DE LA CORPORACIÓN UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOS. 2. ACIDULACIÓN PARCIAL DE LA ROCA FOSFÓRICA BENEFIACIADA TIPO B DE SARDINATA. 3. EL SOFTWARE LIBRE COMO ESTRATEGIA PEDAGÓGICA EN EL APRENDIZAJE DE LA FACTORIZACIÓN DE EXPRESIONES ALGEBRAICAS, DE LOS ESTUDIANTES DE GRADO NOVENO DE LA INSTITUCIÓN EDUCATIVA JOSÉ MARÍA ESCRIVÁ DE BALAGUER DEL MUNICIPIO DE CHÍA.

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INFORMACIÓN SOBRE EL ESPACIO ACADÉMICO (ASIGNATURA QUÍMICA) Justificación de la asignatura: La formación del futuro Tecnólogo en Construcciones Civiles, requiere un conocimiento integral de la Química, la cual es la base para entender los procesos de formación del concreto y producción de cementos, así como la producción de aceros, cal y yeso, entre otros, materiales éstos, que son la base indispensable en la construcción de toda obra civil. La Química para estudiantes de Construcciones Civiles es teórica-práctica, metodología que los motiva en la adquisición y desarrollo de habilidades y destrezas en el manejo y aplicación de los conceptos básicos de la Química. La Química como ciencia suministra a las Construcciones Civiles e Ingeniería Civil el enorme caudal de sus investigaciones. Gracias a la Química hoy podemos disfrutar de: concretos, cementos, anticorrosivos, pinturas, aleaciones, plásticos y variados procesos químicos, que han aportado al progreso de las obras civiles.

Objetivo General de la asignatura: Definir los aspectos básicos de la Química, su fundamento y su relación con las obras civiles.

Objetivos específicos de la asignatura: 1. Aplicar adecuadamente los conocimientos químicos en la ejecución de las obras civiles. 2. Desarrollar interés por la investigación química. 3. Interpretar correctamente los diferentes procesos químicos.

Competencias del estudiante de Obras Civiles, en la asignatura: 1. Comprende las acciones a nivel de interpretación de conceptos básicos de la asignatura, relacionados con las obras civiles. 2. Relaciona entre lo visto en la teoría y la aplicación en el desarrollo de problemas y laboratorios.

8

3. Realiza acciones para la comprobación de resultados y formulación de conclusiones respecto a lo aprendido en cada tema. 4. Aplica el trabajo en equipo para la resolución de problemas prácticos.

Metodología, Pedagogía y Didáctica aplicadas en las clases de la asignatura: Yo, Francisco Pastrán Beltrán, docente y pedagogo de la Química, coloco al servicio de mis estudiantes los siguientes aspectos: 1. Trabajo para hacer que mis estudiantes conciban esta ciencia como una forma de pensar. 2. Mi reto es lograr que los estudiantes desarrollen habilidades de pensamiento. 3. Creo estímulos que permita a mis estudiantes darse cuenta de la necesidad y de la utilidad de los conocimientos adquiridos. 4. Ilustro las temáticas desarrolladas con los fenómenos sucedidos y/o relacionados con el entorno. 5. Genero agradables ambientes de trabajo académico donde el estudiante puede desarrollar sus actividades libres de presión y con la mayor disposición para lograr un aprendizaje significativo. 6. Transformo positivamente la vida de mis estudiantes a través del ejemplo y la práctica de valores. 7. Utilizo pequeños espacios de tiempo para salir de la monotonía de clase, en pro de un mejor aprovechamiento académico. 8. Soy ejemplo de puntualidad, responsabilidad, compromiso e idoneidad. 9. Siempre respondo las preguntas que me hacen los estudiantes y aclaro sus dudas, porque esa es una obligación de todos los que ejercemos la gran labor de enseñar. 10. A mis estudiantes los trato con respecto y afecto.

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TABLA DE CONTENIDO QUÍMICA E INGENIERÍA CIVIL

17

Relación entre química y construcciones civiles

17

Relevancia de la Química en la carrera Ingeniería Civil

17

UNIDAD 1: MATERIA ESTADO Y CAMBIOS 1. Materia y su composición

19

2. Estados de la materia

19

3. Cambios físicos

21

4. Cambio químico

21

5. Masa

21

6. Kilogramo

21

7. Equivalencias entre unidades de masa (Tabla)

22

8. Volumen

22

9. Capacidad

22

10. Litro

22

11. Equivalencias entre unidades de volumen (Tabla)

22

12. Densidad

22

UNIDAD 2: CALOR Y TEMPERATURA 13. Calor

23

14. Unidades de calor

23

15. Equivalencias entre unidades de calor (Tabla)

23

16. Temperatura

24

17. Termómetro

24

18. Dilatación

24

19. Escala Celsius

25

20. Escala Fahrenheit

25

10

21. Cero absoluto

25

22. La escala Kelvin

25

23. La escala Rankine

25

24. Escala Réaumur

25

25. Comparación y equivalencias entre escalas de temperatura

26

26. Convenciones y ecuaciones de transformación entre escalas de temperatura 26 UNIDAD 3: CAPACIDAD TÉRMICA, EQUILIBRIO TÉRMICO Y PODER CALORÍFICO 27. Capacidad térmica o Calor específico

27

28. Variación de temperatura de un cuerpo o sustancia

27

29. Equilibrio térmico

27

30. Poder calorífico

27

31. Temperatura de ignición

27

32. Combustión

27

UNIDAD 4: MASA ATÓMICA Y LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS 33. Masa atómica

29

34. Número atómico

29

35. Número de masa

29

36. Átomo – gramo

29

37. Número de Avogadro

29

38. Masa molecular

29

39. Mol – gramo

30

40. Mol

30

41. Ley de las proporciones definidas

30

42. Fórmula empírica

30

43. Fórmula molecular

30

44. Masa fórmula o masa molecular

30

11

UNIDAD 5: ENLACE, REACCIÓN QUÍMICA TABLA PERÍODICA, NÚMEROS DE OXIDACIÓN Y BALANCE DE ECUACIONES QUÍMICAS 45. Enlace químico

31

46. Reacción química

31

47. Tabla periódica

31

48. Número de oxidación

34

49. Reglas para determinar los números de oxidación

34

50. Reacciones químicas de óxido-reducción

34

51. Agente oxidante

35

52. Agente reductor

35

53. Balance de ecuaciones químicas

35

54. Balance de ecuaciones químicas por el método redox

35

UNIDAD 6: FUNCIONES INORGÁNICAS Y NOMENCLATURA 55. Funciones inorgánicas y nomenclatura

36

56. Función química

36

56.1 Función óxido

37

56.2 Función hidróxido

38

56.3 Función ácido

39

56.4 Función sal

42

56.5 Función sal ácida

43

56.6 Función hidruro

44

56.7 Función peróxido

44

57. Óxidos de nitrógeno: un ejemplo de la insuficiencia de la nomenclatura

45

58. Adicción al AOH

46

59. Algunos compuestos químicos y sus fórmulas moleculares (Tabla)

48

12

UNIDAD 7: ESTEQUIOMETRÍA 60. Estequiometría

54

61. La pureza de una sustancia

54

62. La eficiencia o rendimiento

54

63. Reactivo o reactante límite

54

64. Reactivo o reactante en exceso

54

UNIDAD 8: GASES 65. Teoría cinética de los gases

55

66. Propiedades de los gases

55

67. Ley Boyle

56

68. Ley de Charles

57

69. Ley de Gay Lussac

58

70. Ley de Dalton

58

71. Principio de Avogadro

58

72. Principio de vapor de agua

58

73. Ley combinada de los gases

58

74. Ecuación de estado

58

75. Presión

58

76. Presión atmosférica

58

77. Pascal

58

78. Bar

59

79. Equivalencias a una atmósfera de presión (Tabla)

59

80. Otras equivalencias entre unidades de presión

59

UNIDAD 9: SOLUCIONES 81. Soluciones

60

82. Propiedades de las soluciones

60

83. Concentración de las soluciones

60

13

83.1 Fracción molar

60

83.2 Porcentaje peso a peso

60

83.3 Porcentaje volumen a volumen

60

83.4 Porcentaje peso a volumen

60

83.5 Partes por millón

61

83.6 Molaridad

61

83.7 Molalidad

61

83.8 Normalidad

61

84. Peso equivalente

61

84.1 Equivalente de un ácido

61

84.2 Equivalente de un elemento

61

84.3 Equivalente de una base

61

84.4 Equivalente de un óxido

61

84.5 Equivalente de una sal

62

UNIDAD 10: QUÍMICA ORGÁNICA 85. Funciones orgánicas

63

85.1 Funciones hidrogenadas: hidrocarburos

64

85.2 Funciones oxigenadas

66

85.3 Funciones nitrogenadas

69

OTROS TEMAS IMPORTANTES DE QUÍMICA Afinidad electrónica

71

Amperio

71

Bomba atómica

71

Bomba nuclear

71

Compuestos saturados

72

Compuestos no saturados

72

Configuración electrónica

72

14

Electronegatividad

73

Energía

73

Energía cinética

73

Energía potencial

73

Einstein Albert

73

Energía de enlace

73

Enlaces

73

Enlace iónico

73

Enlace covalente

74

Enlace metálico

74

Estructura de Lewis

74

Fisión nuclear

74

Fósforos

74

Fuerza

75

Fuerzas intermoleculares

75

Fusión nuclear

75

Hibridación

75

Hibridación del carbono

75

Ionización

77

Llama

77

Longitud

77

Medir

77

Metro

77

Números cuánticos

78

Peso

78

Polímeros

78

Polaridad de los enlaces

79

15

Potencia

79

Potencial de ionización

79

Principio de exclusión de Pauli

79

Radiactividad

79

Radiación

79

Reacción nuclear

79

Regla de Hund

79

Regla del octeto

79

Regla del octeto, excepciones

79

Trabajo

79

Valencia

80

Vatio

80

HISTORIA DE LA QUÍMICA Historia de la química

81

Transformación de elementos

81

La alquimia

81

Período flogisto

82

Teoría del flogisto

82

LA QUÍMICA Y LAS DEMÁS INGENIERÍAS, Y LA QUÍMICA EN LAS DEMÁS INGENIERÍAS

83

Contextualización

83

La química en la ingeniería

83

TEMAS COMPLEMENTARIOS INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA DE MATERIALES

87

CEMENTO

88

LA CARBONATACIÓN, ENEMIGO DEL CONCRETO

88

FORMACIÓN DE ETRINGITA DIFERIDA (DEF)

92

16

ACERO

93

HIERRO

94

ARENA

95

ESTUCO

95

CAL VIVA

96

CAL APAGADA

96

YESO

96

TALLERES DE TODAS LAS TEMÁTICAS

97

17

QUÍMICA E INGENIERÍA CIVIL Relación entre química y construcciones civiles: Alguna vez te has detenido a pensar: ¿De qué sustancias está hecho el cemento? ¿Cómo es que el cemento y la cal reaccionan con el agua y se forma una piedra? ¿De qué manera un concreto se hace más resistente? ¿Qué es el acero? ¿Sabes en qué consiste el análisis de suelos? ¿Cuáles son los agentes que afectan la durabilidad del concreto? ¿Cuáles son los aditivos químicos que aceleran y retardan el fraguado del concreto? ¿Cuáles es la composición química del yeso? ¿Cuáles elementos químicos componen la cal? Preguntas como las anteriores y muchas otras, marcan la pauta para establecer la relación Química-Co...