H29年度 応用化学実験第一a/b   Chemical Engineering and Industrial Chemistry Laboratory I a/b

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開講元
応用化学系
担当教員名
大河内 美奈  青木 才子  安藤 慎治  久保内 昌敏  川内 進  下山 裕介  谷口 泉 
授業形態
曜日・時限(講義室)
木5-8(W4-201, 301)  金5-8(W4-201, 301)  
クラス
-
科目コード
CAP.B201
単位数
2
開講年度
H29年度
開講クォーター
1Q
シラバス更新日
H29年3月27日
講義資料更新日
-
使用言語
日本語
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講義の概要とねらい

[実験の概要] 本実験では、応用化学系の学生を対象として物理化学実験、分析化学実験の基本操作を教授する。これらの分野に関する3つの実験テーマを設定する。「分光学の基礎」では、代表的な分光法についてその原理と結果の解釈を学ぶ。また「溶液の熱力学的取り扱い」では、固液平衡と凝固点降下について学ぶ。さらに「相分離」では、アミン水溶液、ポリマー水溶液の物理化学について学ぶ。また、実験レポートの書き方についても講述する。
[実験のねらい] 物理化学の基礎概念を理解するには、実際に測定を行い、データの解析により得られた結果を深く考察することが必須である。本実験ではまず、そのために必要な基本操作、基礎知識とともに実験レポートの書き方を講述する。その後3つの実験を通して、測定技術、データ解析能力、レポート作成能力を養う。

到達目標

本実験を履修することによって、
(1) 物理化学、分析化学一般の基礎概念を修得できる。
(2) 物理化学実験に、分析化学実験に必要な基礎的技術を修得できる。
(3) 実験レポートの書き方を修得できる。

キーワード

(分光学の基礎)分光学的方法、振動回転スペクトル、赤外吸収スペクトル、原子スペクトル、発光スペクトル
(溶液の熱力学的取り扱い)固液平衡、凝固点測定
(相分離)相律と相図、相分離、相平衡

学生が身につける力

国際的教養力 コミュニケーション力 専門力 課題設定力 実践力または解決力
- - -

授業の進め方

本実験ではまず(1) 第1回のガイダンスで詳しい説明を行う。その後、3グループに分かれて、(2) 分光学の基礎、(3) 溶液の熱力学的取り扱い、(4) 相分離の実験を、グループ分けに従って順番に進める。最終回に、理解度確認のための演習と解説を実施する。

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回 概要・基本操作の説明 実験の概要と基本操作を理解し、実験計画を立案することができる。
第2回 実験レポートの書き方について 実験レポートを標準的な書き方で作成することができる。
第3回 分光学の基礎①:2原子分子の振動回転スペクトル 2原子分子の振動回転スペクトルと分子構造の関係を説明できる。
第4回 分光学の基礎②:赤外吸収スペクトル測定 ハロゲン化水素、一酸化炭素などの振動回転スペクトルの測定と、分子の結合距離、バネ定数の計算ができる。
第5回 分光学の基礎③:水素原子スペクトル 水素原子の発光スペクトルとその量子状態の関係を説明できる。
第6回 分光学の基礎④:水素原子の発光スペクトル測定 水素放電管によって水素原子の発光スペクトルの測定し、水素原子の量子状態を決定できる。
第7回 溶液の熱力学的取り扱い①:固液平衡の理論 熱力学関係式を用いた固液平衡の理論について説明できる。
第8回 溶液の熱力学的取り扱い②:純溶媒(シクロヘキサン)の凝固点測定 純溶媒の凝固点の測定原理・測定法を説明できる。
第9回 溶液の熱力学的取り扱い③:凝固点測定データの解析 冷却曲線データを用いて純溶媒と混合系の凝固点を決定できる。
第10回 溶液の熱力学的取り扱い④:未知試料の凝固点の測定による分子量の推定 混合溶液の凝固点測定データをもとに、溶液中の未知試料を推定できる。
第11回 相分離①:Gibbsの相律と相図 Gibbsの相律と相図、特に、液体二成分系の相図について説明できる。.
第12回 相分離②:トリエチルアミン-水系の相分離現象の測定 液体二成分系であるトリエチルアミン-水混合系の相分離現象を評価できる。
第13回 相分離③:高分子溶液の性質と相平衡 高分子溶液の性質と相平衡、特に、高分子-水系の相平衡について説明できる。
第14回 相分離④:ポリマー水溶液の相分離現象の測定 高分子ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)-水系の相分離現象を評価できる。
第15回 まとめ理解度確認のための演習と解説 演習により総合的な理解度を高め,到達度を自己評価する。

教科書

応用化学実験委員会編 『応用化学実験第一テキスト2016-2017』初回ガイダンスにおいて配布する。

参考書、講義資料等

P. Atkins, J. de Paula著、千原、中村 訳「アトキンス物理化学(下)」第8版(東京化学同人)ISBN-13: 978-4807906963

成績評価の基準及び方法

レポート評価合計(83%)とテスト(17%)で基本操作と各実験テーマの理解度を評価する。
遅刻や課題の未提出を繰り返した場合は不合格とすることがある。

関連する科目

  • CAP.B202 : 応用化学実験第一b/a
  • CAP.B203 : 応用化学実験第二a/b
  • CAP.B204 : 応用化学実験第二b/a

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

この科目は,「応用化学実験第一b/a」の「履修前提科目」である。

物質理工学院応用化学系の所属学生であること。または、応用化学実験委員会が別途、指定した条件を満たしていること。

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