1.Asignaturas Obligatorias
Comunes a las áreas de concentración
Seminarios Didácticos de Investigación (2 créditos, 30 horas)
Programa: Conferencias y presentaciones de especialistas locales e invitados, además de seminarios de estudiantes de postgrado.
Área de Concentración: Físico-Química
Físico-Química Avanzada (4 créditos, 60 horas)
Programa: Termodinámica química: calorimetría, entropía, equilibrio de fases, equilibrio químico. Termodinámica estadística: distribuición de Boltzmann, función de partición molecular y canónica, cálculos de grandezas termodinámicas a partir de datos espectroscópicos. Cinética química: velocidad de reacción, catálisis homogénea, catálisis heterogénea, isotermas de adsorción, mecanismos de reacción.
Área de Concentración: Química Analítica
Química Analítica Avanzada (4 créditos, 60 horas)
Programa: Estadística aplicada a la Química Analítica. Equilibrio químico en sistemas ideales y no ideales. Métodos matemáticos usados en el cálculo del equilibrio. Representación gráfica del equilibrio químico. Procesos de disolución y precipitación. Teoría de titulaciones y precipitación.
Área de Concentración: Química Inorgánica
Química Inorgánica Avanzada (4 créditos, 60 horas)
Programa: Estructura atómica. Orbitales moleculares. Estado sólido. Reacciones ácido- base. Diagrama de Potenciales y Aplicación. Compuestos de Coordenación. Bioinorgánica.
Área de Concentración: Química Orgánica
Química Orgánica Avanzada (4 créditos, 60 horas)
Programa: Ligación química. Estereoquímica. Intermediarios de reacciones químicas. Ácidos y Bases. Efecto de la estructura en la reactividad. Reacciones de substituición electrofílicas aromáticas. Sustitución nucleofílica alifática. Sustitución eletrofílica aromática. Sustitución eletrofílica alifática. Sustitución Nucleofílica Aromática. Sustitución radicalar. Adición e ligaciones múltiples carbono-carbono. Adición a ligaciones múltiples carbono - heteroátomo. Adición radicalar. Adición simultánea (pericíclica). Eliminación. Reordenamiento. Oxidación y Reducción.
2. Disciplinas optativas
Abordaje CTS en la Eseñanza de la Química (4 créditos, 60 horas)
Programa: Teorias enseñanza-aprendizaje. Didáctica de las ciencias. PCNs, contextualización y abordaje interdisciplinario. Abordaje CTS en la enseñanza de las ciencias. Experimentación contextualizada. Elaboración de unidades instructivas en química con temas CTS.
Análisis Térmica (4 créditos, 60 horas)
Programa: Análisis Térmica: definición, clasificación y aplicaciones. Fundamentos de las principais técnicas termoanalíticas: termogravimetría (TG), calorimetría exploratoria diferencial (DSC) y análisis térmico diferencial (DTA). Factores que afectan las curvas térmicas. Instrumentación. Técnicas acopladas.
Biotecnología General (4 créditos, 60 horas)
Programa: Aspectos Generales: Definición de biotecnología y definición de Bioprospección. Evaluación de la diversidad biológica y molecular. Los diferentes biomas como fuentes de organismos y moléculas (Visión geral). Cultivos y ensayos: Métodos de cultivos de microorganismos, cinética microbiana, ensayos anti-microbianos con extractos vegetales y Aceites esenciales, quantificación de principios activos en extractos. Técnicas de biotransformaciones. Preparación de muestras para análisis cuantitativos y cualitativos (opcional: CG, HPLC) Bioprospección de biomoléculas: Screening biomonitoreado de microrganismos y plantas como fuente de biomoléculas (Enzimas, flavonoides, alcaloides y taninos). Perfil químico a través de ensayos de confirmación de presencia de clases de moléculas, Técnicas cromatográficas de separación e caracterización (CaGi-Tron, HPTLC, HPLC-Pep, GC/MS, UV_VIS Tests de actividades biológicas para biomonitoreamiento). Tópicos opcionales (visión general de metabolómica) Cuestiones legales: Visión general de la Ley de Acesso al Patrimonio genético y autorizaciones. Reglamentación sobre el uso de organismos geneticamente modificados (tareas y seminarios).
Cinética Electroquímica (4 créditos, 60 horas)
Programa: Cinética electroquímica. Reacción de transferencia de electrones. Curvas de Tafel. Ecuación de Butler-Volmer. Reacciones con intermediarios adsorbidos. Isotermas de adsorción. Determinación del mecanismo de reacciones electrodicas. Reacción de evolución de hidrógeno. Reacción de evolución de oxigeno. Electrocatálisis. Electrodos modificados. Reacción de oxidación de pequeñas moléculas Orgánicas.
Educación Química: discusión de temas esenciales a la formación docente (4 créditos, 60 horas)
Programa: Directrices curriculares de la educación básica y la construcción del currículo en la enseñanza de la Química. Las dificultades de aprendizaje de la Química en Enseñanza media. La formación inicial y continua de profesores de Química. Planificación y evaluación en la enseñanza de la Química. El papel del Libro Didáctico y Paradidáctico en la enseñanza de la Química de nivel básica. La experimentación en la Enseñanza de la Química de nivel básica. Tecnologías educacionales en la enseñanza de la química. La práctica pedagógica en la formación docente y el papel de la práctica supervisada. La enseñanza de la química en espácios no formales. Educación especial en la enseñanza de la Química.
Electrocatalizadores para Célula a Combustible Tipo PEM (4 créditos, 60 horas)
Programa: Métodos de preparación de electrocatalizadores nanoparticulados. Métodos físicos de análisis: EDX, DRX, XPS, EXAFES, XANES, TEM. Tamaño medio de partícula. Medidas de área especifica. Evaluación de actividad catalítica en capa ultrafina, utilizando técnicas electroquímicas y espectroelectroquímicas. Evaluación de desempeño en MEAs de prototipos de célula PEM. Aplicaciones para reacción de oxidación de alcoholes.
Estrategias para Elucidación Estructural de Productos Naturales: uso de espectrometria de RMN 2-D (2 créditos, 30 horas)
Programa: Espectros de RMN 1-D y de RMN 2-D. Efectos de acoplamiento spin-spin (J). NOE. Señalización (1H y 13C) con base en los desplazamientos químicos, multiplicidades y espectros bidimensionales. Aplicaciones a las diferentes clases de productos naturales.
Etnobotánica (2 créditos, 30 horas)
Programa: Aspectos geográficos e influencias nativa, portuguesa y africana. Nociones de sistemática botánica. Plantas aromáticas. Plantas medicinales. Plantas alimentíceas oleaginosas, fibrosas y tintoriales. Usos alternativos de las esencias forestales amazónicas. Otras utilidades de las plantas amazónicas.
Introducción a Catálisis Heterogenea (4 créditos, 60 horas)
Programa: Definición de Catálisis, catalizador, inhibidor y veneno, catálisis heterogenea, enzimática y homogenea, sitio activo, catalizador metálico másico, catalizador metálico soportado, catalizadores bifuncionales, el fenómeno catalítico, adsorción - etapa fundamental de la catálisis: Difusión de los reactivos, adsorción de los reactivos, reacción química en fase adsorbida, desorción de los productos de la reacción, difusión de los productos. Tipos de adsorción: Química y Física. Criterios experimentales de diferenciación entre adsorción física y química, velocidad y selectividad de adsorción, número de capas adsorbidas, localización, medidas experimentales de adsorción. Preparación de catalizadores másicos y soportados.
Introdución a Célula Combustible (4 créditos, 60 horas)
Programa: Hidrógeno como vector energético. Producción, almacenamento y distribución de hidrógeno. Fundamentos de termodinámica y cinética electroquímica. La célula PEMFC: funcionamiento y estudio de los componentes principales. Preparación, caracterización y pruebas de electrocatalizadores para electrodos de membrana (MEA). Estudio en célula unitária, métodos de evaluación de desempenho de PEMFC. Proyecto de “stacks” de células PEM.
Introducción a la Química Cuántica (6 créditos, 90 horas)
Programa: Teoría de Pertubación. Spin eletrónico y el Principio de Pauli. Átomos Multielectrónicos. Estructura eletrónica de moléculas diatómicas. Postulados y teoremas em Mecánica cuántica. El objetivo principal de esta asignatura comprende preparar al estudiante para un curso más avanzado sobre la teoría Hartree-Fock y métodos pós-Hartree-Fock.
Mecanismo Catalítico Enzimático: Un Abordaje Teórico (0 créditos, 0 horas)
Programa: Introducir los fundamentos de la catálisis enzimática y herramientas aplicadas para estudiar el mecanismo de reacción tal como: dinámica molecular, Métodos híbridos QM/MM, superfície de Energia Potencial y Potencial de fuerza media. Se espera que al final del curso, el estudiante tenga conocimento de las principales teorías, algoritmos matemáticos y computacionales, así como de las dificultades inherentes a esta metodología.
Métodos Cromatográficos (4 créditos, 60 horas)
Programa: Introducción a la Cromatografía, instrumentación, Fases estacionarias, Optimización de la separación cromatográfica, Gradiente, Tratamiento de muestras, cromatografía preparativa y validación de métodos analíticos.
Métodos Electroquímicos (4 créditos, 60 horas)
Programa: Introducción a la instrumentación electroquímica. Clasificación de los métodos electroquímicos, métodos de gran amplitud y de pequeña amplitud. Voltametría, Cronoamperometría y Cronopotenciometría. Impedancia electroquímica. Aplicaciones de los métodos electroquímicos, con énfasis en células a combustible tipo PEMFC.
Métodos Espectroanalíticos (4 créditos, 60 horas)
Programa: Métodos absorciométricos en general. Métodos espectrométricos de llama. Espectrografía de emisión. Fluorescencia de rayos-X. Fundamentos teóricos. Equipamientos. Prácticas.
Métodos Físicos de Análisis Orgánico (4 créditos, 60 horas)
Programa: Espectrometría en el infrarrojo. Espectrometría en el ultravioleta. Espectrometría de masa. Espectrometría de resonancia magnética protónica. Espectrometría de resonancia magnética de carbono-13. Aplicaciones conjuntas de estas técnicas.
Métodos Físicos de Caracterización de Catalizadores (4 créditos, 60 horas)
Programa: Difracción de Rayos-X: El estado cristalino, teoría de la difracción, instrumentación, método del polvo, preparación de muestras, análisis cualitativos y cuantitativos. Espectroscopía en el Infrarrojo: orígenes del espectro, tipo y nomenclatura de vibraciones, instrumentación, ejemplos y aplicaciones. Microscopía electrónica: Introducción, microscopía de transmisión y de barrido, preparación de muestras, ejemplos y aplicaciones. Adsorción de gases: Introducción, fenómeno de adsorción, isotermas tipo I, II, III, IV y V, determinación de área superficial, volumen y distribuición de poros. Otras técnicas de caracterización: TPR, TPD, TG.
Métodos Ópticos Aplicados a la Determinación de Trazas (4 créditos, 60 horas)
Programa: 1. Introducción a la determinación de trazas 2. Espectrometría de absorción atómica con atomización electrotérmica en horno de grafito (GFAAS) 3. Espectrometría de absorción atómica: generación de hidruros (HG-AAS) y vapor frío (CV-AAS) 4. Espectrometría de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP OES) 5. Espectrometría de masa con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) 6. Técnicas com guiones 7. Especiación química.
Metodología de la Investigación Científica en Enseñanza de la Química (4 créditos, 60 horas)
Programa: Introducción a la metodología científica. Tipos de investigación en educación. Técnica e instrumentos de investigación. Elaboración de proyectos de investigación en enseñanza de la química.
Modelaje de Proteínas por Homología (0 créditos, 0 horas)
Programa: Introducir los fundamentos de la técnica de Modelaje de proteínas por Homología presentando una visión actualizada de las perspectivas futuras del uso de esta técnica en la construcción de modelos moleculares; demostrar la importancia del estudio catalítico enzimático en el diseño de nuevos fármacos. Se espera que al final del curso, el estudiante tenga conocimiento para construir modelos tridimensionales de proteínas y analizar el posible mecanismo catalítico por una determinada enzima.
Planificación y Optimización de Experimentos (4 créditos, 60 horas)
Programa: Conceptos en estadística aplicada y quimiometría. Aspectos teóricos y prácticos de técnicas de planificación experimental y de optimización de sistemas, procesos y productos en la industria.
Contaminantes Inorgánicos (4 créditos, 60 horas)
Programa: La asignatura contaminantes inorgánicos explora la relación entre la química de los metales tóxicos y el medio ambiente del punto de vista químico. Un nuevo abordaje y estructura didática alternativa tornan el aprendizaje más flexible. La asignatura aborda nuevos problemas ambientales en perspectiva mundial como la contaminación ambiental por mercurio y la contaminación ambiental por residuos tóxicos e intenta relacionarlos con los problemas regionales. La asignatura está estructurada en tres partes: Sustancias tóxicas, resíduos tóxicos y contaminación química. Los capítulos serán abordados de forma individual e independiente sin perder de vista el contexto general. La bibliografía recomendada cubre los tópicos propuestos y la bibliografia complementaria aborda algunos asuntos de suma importancia para la química ambiental y que requieren un estudio más específico de su contenido.
Preparación de Muestras: Fundamentos e Aplicaciones (4 créditos, 60 horas)
Programa: 1. Introducción 2. Tratamientos preliminares de la muestra 3. Decomposición y solubilización de sólidos inorgánicos 4. Decomposición de materiales orgánicos 5. Decomposición por via húmeda 6. Decomposición por el método de Kjeldahl 7. Decomposición por el método de Carius 8. Decomposición por via húmeda en sistemas cerrados de alta presión 9. Digestión de muestras asistida por microondas 10. Instrumentación para digestión con microondas 11. Aplicaciones y tendencias em digestiones con microondas 12. Medidas de seguridad en el uso de microondas.
Química Ambiental (2 créditos, 30 horas)
Programa: La Atmósfera: composición, contaminantes comunes del aire, sus fuentes y las transformaciones del ambiente. La hidrósfera: el ciclo hídrico y la contaminación. La litósfera: composición dde los suelos y rocas y la contaminación. La biósfera: su naturaleza y las transformaciones del ambiente. Los alimentos: su composición, los preservantes y las transformaciones del ambiente.
Química Bio-Orgánica (4 créditos, 60 horas)
Programa: Procesos metabólicos primarios y secundarios. Camino acetato: ácidos grasos y policetídos. Camino Mevalonato: Terpenoides y esteroides. Camino chiquimato: aminoácidos aromáticos y fenilpropanoides. Alcaloides: derivados de aminoácidos alifáticos y de aminoácidos aromáticos.
Química Cuántica (4 créditos, 60 horas)
Programa: Origenes de la teoria Cuántica, funciones de onda, operadores, matrices y el principio de incerteza, teoria cuántica para algunos sistemas simples: partícula libre, en la caja. Interacción de la radiación con la materia. Momento angular en la mecánica cuántica, átomo de hidrógeno, métodos de aproximación en mecánica cuántica, átomos polietrenónicos: funciones de onda electrónica; spin; principio de Pauli, Introducción a la estructura molecular, estructura electrónica de moléculas: moléculas de H2+.
Quimiometría (4 créditos, 60 horas)
Programa: Medidas de tendencia central y medidas de dispersión. Intervalos de confianza. Pruebas de significancia. ANOVA. Regresión linear por mínimos cuadrados. Análisis multivariado. Introducción al programa Estatistica. Análisis estadistico usando el programa Estatistica: media (promedio); desviación estándar; errores; intervalos de confianza; Pruebas de significancia. ANOVA; regresión linear; análisis jerárquico de agrupamiento (AHA) y análisis de componentes principales (PCA). Estudios de casos: tratamiento de los resultados experimentales obtenidos en los laboratórios de química y en artículos del área.
Teoría del Orbital Molecular Avanzada Aplicada a la Química (4 créditos, 60 horas)
Programa: A registrar.
Teorías de Aprendizaje Aplicadas a Educación en Química (4 créditos, 60 horas)
Programa: Abordar las principales teorías de aprendizaje y sus pensadores, como Jean Piaget, Lev Vygotsky,Henri Wallon, Paulo Freire, David Ausubel, etc. Caracterizar las corrientes teóricas de aprendizaje. Construir una visión crítico-reflexiva de las teorías de aprendizaje, buscando comprender el proceso de aprendizaje en su aplicación a la educación química.
Tópicos Especiales en Química (2 créditos, 30 horas)
Programa: Asignatura ofrecida esporádicamente por profesores visitantes.