H30年度 応用化学実験第一b/a   Chemical Engineering and Industrial Chemistry Laboratory I b/a

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開講元
応用化学系
担当教員名
青木 才子  大河内 美奈  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.B202
単位数
2
開講年度
H30年度
開講クォーター
2Q
シラバス更新日
H30年6月25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、応用化学実験第一a/bに引き続き、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。「酸-塩基の中和滴定と酸解離定数」では、中和滴定の理論的背景とその定量法を学ぶ。また「均一触媒反応」では、触媒を用いた過酸化水素の分解反応について学ぶ。さらに「電気伝導度の測定」では、電解質の解離度とその測定手法について学ぶ。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

(酸-塩基の中和滴定と酸解離定数)物理化学的方法、中和滴定、酸解離定数
(均一触媒反応)均一系触媒反応、反応速度
(電気伝導度の測定)電気伝導度、電解質、無限希釈モル伝導度

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)酸-塩基の中和滴定と酸解離定数、(3) 均一触媒反応、(4) 電気伝導度の測定の実験を、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 実験を行う上でのガイダンス 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 酸-塩基の中和滴定と酸解離定数①:マロン酸、コハク酸の解離定数 マロン酸とコハク酸の酸解離定数について、中和滴定法に基づく定量法を理解し、修得する。
第4回 酸-塩基の中和滴定と酸解離定数②:ポリアクリル酸の解離定数 ポリアクリル酸の酸解離定数について、中和滴定法に基づく定量法を理解し、修得する。
第5回 酸-塩基の中和滴定と酸解離定数③ブロムクレゾールパープルの解離定数 ブロムクレゾールパープルの酸解離定数について、吸光度分析に基づく定量法を理解し、修得する。
第6回 酸-塩基の中和滴定と酸解離定数④:実験に関連した解説 酸-塩基の中和滴定の理論的背景を理解し、説明できる。
第7回 均一触媒反応①:反応速度の測定法および溶液の調製 過酸化水素溶液を過マンガン酸カリウム溶液により滴定できる。
第8回 均一触媒反応②:過酸化水素の分解反応 均一系でのヨウ化カリウムを触媒とする過酸化水素の分解反応機構と速度式の関係、触媒の役割を理解する。
第9回 均一触媒反応③:過酸化水素の分解反応(温度の影響) 均一系でのヨウ化カリウムを触媒とする過酸化水素分解反応速度について、温度変化の効果を明らかにすることができる。
第10回 均一触媒反応④:実験データの解析および考察 実験結果に基づき、過酸化水素の反応速度を解析することができる。
第11回 電気伝導度の測定①:測定法の解説と測定回路の組み立て ブリッジ回路の組み方とセル定数について理解し、習得する。
第12回 電気伝導度の測定②:強電解質溶液における無限希釈モル伝導度の測定 電気抵抗率を高精度に取得する方法を理解し、修得する。
第13回 電気伝導度の測定③:イオン独立移動の法則による無限希釈モル伝導度の考察 無限希釈モル導電率の測定手法を修得し、イオン独立移動の法則を理解することができる。
第14回 電気伝導度の測定④:弱電解質溶液の導電率測定 弱電解質の解離度について理解し、修得する。
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

東京工業大学応用化学実験委員会編 『応用化学実験第一テキスト 2016-2017』

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.B201 : 応用化学実験第一a/b
  • 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「履修前提条件付き授業科目」で,「履修前提科目」は「応用化学実験第一a/b」である。「応用化学実験第一a/b」の単位を修得しなければ,この科目の単位は卒業に必要な単位として取り扱わない。

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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