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CURSO: FUNDAMENTOS DE QUIMICA AMBIENTAL Y QUIMICA SOSTENIBLE
TRADUCCION: BASICS ON ENVIRONMENTAL CHEMISTRY AND SUSTEINTABLE CHEMISTRY
SIGLA: QIM508
CREDITOS: 06 SCT-Chile / 10 UC
MODULOS: 03
REQUISITOS: QIM110A y QIM114
TIPO DE ASIGNATURA: CATEDRA
CALIFICACION: ESTANDAR
DISCIPLINA: QUIMICA


I. DESCRIPCION

El curso, de caracter teorico-practico, esta dirigido a completar la formacion que los estudiantes han recibido en los cursos de quimica previos. El curso contempla un analisis critico comparativo de los principales topicos de la quimica ambiental y de la quimica sostenible tambien llamada quimica verde. En este curso se analizan los conceptos que llevaron al desarrollo de la quimica ambiental y la relacion de las especies quimicas con los principales componentes del medioambiente. Ademas, se incorporan los principios de la quimica sostenible que estan dirigidos hacia el dise?o de productos y procesos quimicos que implica la reduccion o eliminacion de productos quimicos. En la parte practica, se realizan procesos de tratamientos de agua, analisis atmosferico y se dise?an y analizan combustibles alternativos.


II. OBJETIVOS

1. Comprender la relacion entre compuestos quimicos y el medioambiente global en terminos de sus propiedades fisicoquimicas.

2. Incorporar los principios de la Quimica sostenible al dise?o racional de procesos quimicos actuales.

3. Relacionar ambas sub-disciplinas, considerando el caracter preventivo de la quimica sostenible con el enfoque clasico de la quimica ambiental, en terminos de su aplicacion en el desarrollo de la quimica como una ciencia central.


III. CONTENIDOS

1. Quimica Ambiental del agua.

1.1 Introduccion.

1.2 Propiedades del Agua.

1.3 Fuentes y usos del agua: el ciclo hidrologico.

1.4 Caracteristicas de los cuerpos del agua.

1.5 Quimica Acuatica.

1.6 Oxidos de Nitrogeno en la atmosfera.

1.7 Iones Metalicos y Calcio en Agua Oxidacion-Reduccion.

1.8 Complicacion y Quelacion.

1.9 Interaccion del Agua con otras fases.

1.10 Vida Acuatica.

1.11 Bacterias.

1.12 Transiciones y ciclos elementales mediados por microorganismos.

2. Contaminacion de aguas.

2.1 Naturaleza y Tipos de Contaminantes de Agua.

2.2 Elementos Contaminantes.

2.3 Metales Pesados.

2.4 Metaloides.

2.5 Especies Inorganicas.

2.6 Nutrientes de Algas y Eutrofizacion.

2.7 Acidez, Alcalinidad y Salinidad.

2.8 Oxigeno, Oxidantes, y Reductores.

2.9 Contaminantes Organicos.

2.10 Pesticidas en Agua.

2.11 Bifenilos Policlorados.

2.12 Radionuclides en el ambiente acuatico.

3. Tratamiento de agua.

3.1 Tratamiento de Aguas y su uso.

3.2 Tratamientos de Agua Municipales.

3.3 Tratamientos de Agua para uso industrial.

3.4 Tratamiento de Aguas Residuales.

3.5 Tratamiento de Aguas Industriales.

3.6 Remocion de Solidos.

3.7 Remocion de Calcio y otros Metales.

3.8 Remocion de Compuestos Organicos disueltos.

3.9 Remocion de Compuestos inorganicos disueltos.

3.10 Lodo.

3.11 Desinfeccion de Agua.

3.12 Procesos de Purificacion de de Aguas Naturales.

3.13 Reuso de agua y reciclaje.

4. La Atmosfera y la quimica atmosferica.

4.1 Importancia de la Atmosfera.

4.2 Caracteristicas fisicas de la Atmosfera.

4.3 Transferencia de Energia en la Atmosfera.

4.4 Transferencia de masa en la Atmosfera.

4.5 Meteorologia y clima.

4.6 Inversiones y contaminacion de aire.

4.7 Clima Global y microclima.

4.8 Reacciones quimicas y fotoquimicas en la Atmosfera.

4.9 Reacciones acido-base en la Atmosfera.

4.10 Reacciones del Oxigeno Atmosferico.

4.11 Reacciones de Nitrogeno Atmosferico.

4.12 Agua Atmosferica.

5. Contaminantes de aire inorganicos.

5.1 Introduccion.

5.2 Particulas en la Atmosfera.

5.3 La composicion de las particulas inorganicas.

5.4 Efectos de las Particulas.

5.5 Control de emision de particulados.

5.6 Oxidos de carbon.

5.7 Fuentes de dioxido de azufre y el ciclo del azufre.

5.8 Oxidos de nitrogeno en la Atmosfera.

5.9 Lluvia acida.

5.10 Fluor, cloro, y otros compuestos gaseosos.

5.11 Sulfuro de hidrogeno, sulfuro de carbonilo y sulfuro de carbono.

6. Contaminantes de aire organicos y smog fotoquimico.

6.1 Compuestos Organicos en la Atmosfera.

6.2 Compuestos Organicos de fuentes naturales.

6.3 Contaminantes hidrocarburos.

6.4 Compuestos Organicos no hidrocarburos en la Atmosfera.

6.5 Smog Fotoquimico.

6.6 Formacion de Smog desde fuentes de emision automotores.

6.7 Reacciones de formacion de Smog de compuestos organicos en la Atmosfera.

6.8 Mecanismos de formacion de Smog.

6.9 Productos inorganicos del Smog.

6.10 Efectos del Smog.

7. Ecologia industrial y Quimica ambiental.

7.1 Introduccion e historia.

7.2 Ecosistemas industriales.

7.3 Los cinco componentes mayores de un Ecosistema industrial.

7.4 Metabolismo industrial.

7.5 Niveles de Utilizacion de materiales.

7.6 Los enlaces a otros ambitos del medio ambiente.

7.7 Consideracion de impacto ambiental en Ecologia industrial.

7.8 Los tres aspectos clave: energia, materiales, diversidad.

7.9 Ciclo de vida: ampliacion y cerrar el ciclo de los materiales.

7.10 Evaluacion del ciclo de vida.

7.11 Consumibles, reciclable, y el Servicio de Productos (durable).

7.12 Dise?o para medioambiente.

7.13 Vision general de un ecosistema industrial integrado.

7.14 El ejemplo Kalundborg.

7.15 Actores sociales y etica ambiental.

8. Quimica verde para un futuro sostenible.

8.1 Introduccion.

8.2 El concepto clave de la economia del atomo.

8.3 Reduccion de riesgos.

8.4 Insumos.

8.5 Reactivos.

8.6 Medios de comunicacion.

8.7 La importancia especial de disolventes.

8.8 Rutas sinteticas y procesamiento.

8.9 El papel de catalizadores.

8.10 Alternativas biologicas.

8.11 Aplicaciones de la quimica verde.

9. Ecologia industrial y responsabilidad social para minimizacion, utilizacion y tratamiento.

9.1 Introduccion.

9.2 Reduccion y minimizacion de residuos.

9.3 Reciclaje.

9.4 Los metodos fisicos de tratamiento de residuos.

9.5 Tratamiento quimico: una vision general.

9.6 Reacciones fotoliticas.

9.7 Metodos de tratamiento termico.

9.8 La biodegradacion de los desechos.

9.9 Tratamiento de Tierras y compostaje.

9.10 Preparacion de desechos para su eliminacion.

9.11 Disposicion final de los desechos.

9.12 Lixiviados y emisiones de gases.

9.13 Tratamiento in-situ.


IV. METODOLOGIA

- Clases expositivas.
- Visitas de especialistas.
- Laboratorio.
- Analisis de articulos cientificos.
- Trabajos de investigacion.
- Exposiciones.


V. EVALUACION

- 3 Controles globales: 20% c/u
- 3 Controles de unidad: 20%
- Informes: 10%
- Seminarios: 10%


VI. BIBLIOGRAFIA

Anastas, Paul y John Warner. Green Chemistry. Theory and Practice. New York: Oxford University Press, 2000.

Domenech, Xavier y Jose Peral. Quimica ambiental de sistemas terrestres. Editorial Reverte, 2006.

Lancaster, Mike. Green Chemistry an Introductory Text. RSC Publishing, 2012.

Matlack, Albert S. Introduction to Green Chemistry. New York: Marcel Decker, 2001.



PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
FACULTAD DE QUIMICA / Julio 2015