2021年度 化学実験第一 B   Chemistry Laboratory I B

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開講元
理工系教養科目
担当教員名
小松 隆之  豊田 真司  小澤 健一  大塚 拓洋  藤井 孝太郎  鶴巻 英治  高山 大鑑  山科 雅裕  吉田 光子  村崎 千佳子 
授業形態
演習 /実験    (対面)
曜日・時限(講義室)
火7-10(W521)  
クラス
B
科目コード
LAS.C110
単位数
2
開講年度
2021年度
開講クォーター
1-2Q
シラバス更新日
2021年3月19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

本科⽬では、1Qと2Q通期で、無機化学、有機化学、分析化学、物理化学に関する実験テーマを学修する。受講生は、テーマに関連した講義を受けて演習問題を解く、実験を遂行する、レポートを作成するという3つのステップを経て、3週間で1つのテーマを修得する。本科目の第1のねらいは、化学の実験を⾏なうための基本的な知識・技能を修得することである。これは主に第2ステップの実験で体験する実験操作・実験技術の習得を指すが、それに加えてデータの正確な取り⽅や解析⽅法、論理的な考察に基づくレポート作成、安全や環境への配慮等の修得も含まれる。そして、本科目の第2のねらいは、実験を通して化学と触れ合うことにより、講義・演習で学修したそのテーマに関する知識や考え方を、より深く理解することである。

到達目標

 本科目を履修することにより、次の能力を修得する。
1)実験前講義において各テーマにおける化学の基本的事項を理解し、演習問題に解答できる。
2)化学実験を行うときに必要な、正しい実験操作及び正確な測定ができる。
3)実験者および周囲に対する環境および安全に配慮した実験操作ができる。
4)実験結果を整理・検討し説明することができ、それを論理的に考察した明確なレポートが書ける。

キーワード

ミョウバン、複塩、メチルオレンジ、合成、pH滴定曲線、ガラス電極、クロム、酸化還元、標準電極電位、ネルンストの式、金属錯イオン、分子モデリング、立体障壁

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

専門力 教養力 コミュニケーション力 展開力(探究力又は設定力) 展開力(実践力又は解決力)

授業の進め方

1テーマを次の手順に従い学修する。
①各テーマで扱う物質・反応・測定法等の化学的背景および理論の説明
②演習問題の解答・提出
③実験の手順を分かり易くまとめた実験計画書の作成
④注意事項を聞いてから、実験開始。終了後にTAとディスカッション
⑤レポート作成、提出
標準的な日程:1週目に①②③、2週目に④、3週目に⑤を行う

授業計画・課題

  授業計画 課題
第1回  1回目に化学実験第一の進め方および注意事項、安全対策に関するオリエンテーションを行う。次に、実験器具の基本的操作についての解説を行い、本実験で使用する測定機器の取り扱いについての基礎的事項を説明する。  実験テーマの例を以下に示す。 (a)ミョウバンの結晶 アルミ箔を原料としたカリウムアルミニウムミョウバンの合成 (b)メチルオレンジの合成 スルファニル酸を原料とする2段階反応によるメチルオレンジの合成および定性実験 (c) pH滴定曲線 水酸化ナトリウム水溶液による酸性水溶液の滴定に伴うpH変化の測定 (d)クロムの化学 金属クロムおよびクロムカチオン(Cr²⁺、Cr³⁺、Cr⁶⁺ )の定性反応 (e)標準電極電位 Cu²⁺を含む溶液中の銅電極の電位測定とCu²⁺/Cu系の標準電極電位の決定 (f)コンピューターを用いる分子モデリング 分子軌道計算による分子構造のコンピュータシミュレーション (a)両性物質の酸塩基に対する振舞いを理解し、実験器具の取扱い,基本的な実験操作を習得する。 (b)ジアゾ化およびカップリング反応を通じ,化学反応における配向性の原理を理解する。 (c)測定したpH滴定曲線から酸解離定数を求める方法,理論pH滴定曲線の計算方法を実践する。 (d)クロムカチオンを含む溶液の色を理解し,実験廃液を安全に回収する。 (e)標準電極電位や活量を理解し,ネルンストの式を使いこなす。 (f)分子の立体構造,立体配座,立体障害,回転障壁の関係を理解する。

授業時間外学修(予習・復習等)

学修効果を上げるため,教科書や配布資料等の該当箇所を参照し,「毎授業」授業内容に関する 予習と復習(課題含む)をそれぞれ本学学修規程で定められた時間を目安に行う。

教科書

東京工業大学化学実験室編『理工系大学基礎化学実験』講談社サイエンティフィク

参考書、講義資料等

指定なし

成績評価の基準及び方法

 以下の項目それぞれを評価し、その合計により成績評価を決定する。( )内に配点の目安を示す。
講義・演習への出席および演習の理解度(10%)、実験への出席および実験操作(40%)、廃液回収および片付け(10%)、ディスカッションでの受け答えおよびレポート(40%)。
 レポートを提出しないと、その実験を欠席したものとみなす。実験を2テーマ以上欠席すると不合格となる。

関連する科目

  • LAS.C101 : 無機化学基礎
  • LAS.C103 : 有機化学基礎
  • LAS.C105 : 量子化学基礎
  • LAS.C107 : 化学熱力学基礎
  • LAS.C112 : 化学実験第二

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

履修の条件は特にないが、安全上の理由から履修者数の制限を行う。具体的には履修希望学生数が、クラス毎の最大収容人数を超えたクラスでは抽選を行う。

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