無機化学実験のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
無機化学実験 科目番号
Course number
72CHEXP301
科目名称(英語)
Course title(English)
Experiment in Inorganic Chemistry
授業名称
Class name
無機化学実験
教員名 石橋 千晶,井手本 康,酒井 秀樹,藤本 憲次郎,四反田 功,近藤 剛史,北村 尚斗,寺島 千晶,相見 晃久,渡辺 日香里
Instructor
開講年度学期 2022年度 前期~後期
Year/Semester
曜日時限 前期(火曜2限 火曜3限 火曜4限 火曜5限)、後期(火曜2限 火曜3限 火曜4限 火曜5限)
Class hours
開講学科
Department
理工学部 先端化学科
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業/On-site class
概要
Descriptions
 無機化学における基礎的実験手法を修得し、これまでの無機・分析化学関連の講義で学んだ内容について理解を深める。具体的には、X線回折、⽰差熱分析、原⼦吸光分析、固体の電気伝導測定について、その原理、測定装置、データの解析法を理解する。さらに、超伝導、固体電解質、光触媒、蛍光体に関する実験を通して、無機材料の合成方法と各種特性の評価方法を理解する。
目的
Objectives
 測定機器のブラックボックス化を防ぎ、無機材料の各種特性を正しく評価することがこの実験の⼀番の⽬的である。単に装置の操作法を学ぶのではなく,測定原理を理解することを⽬的とする。
 この科⽬では、本学科で定めるポリシー「化学分野の基礎学⼒と、その上に立つ専⾨知識」を習得し、それをもとに「⾃ら課題を発⾒し、解決する能⼒」、「論理的・批判的に思考し、積極的に取り組むことのできる判断⼒・⾏動⼒」、「他者とコミュニケーションをとり、国際的な視野を持って活躍できる能⼒」ならびに「専⾨分野に応じたキャリアを形成し、⾃⼰を管理する能⼒」を養う。
到達目標
Outcomes
1.無機化学実験を安全に実施できるようになる。
2.無機材料の基礎的な合成方法を修得し、適切に取り扱えるようになる。
3.各測定機器の原理を理解し、得られたデータを解析できるようになる。
4.卒業研究を遂⾏するための基礎的な無機・分析化学に関する知識を習得できる。
履修上の注意
Course notes prerequisites
2学年までの学⽣実験を全て履修していること。
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
小テストの実施
Quiz type test
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
グループワーク
Group work
プレゼンテーション
Presentation
反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
・充分な予習(予習ノートの作成)、集中して実験を⾏うこと、復習(レポートの作成)は内容を理
解し、説明できるようになるための前提条件である。特に予習は実験を安全に⾏うためにも必
須である。
・予習では、実験書、資料、⽂献を熟読し、装置原理および実験⼿順を理解したうえで予習ノ
ートをまとめること。
・実験においてはまず担当者の説明・注意事項をメモして実験を能率的に⾏えるように段取り
を今⼀度頭に⼊れる。実験中は集中⼒を切らせることなく、原理を思い浮かべながら、⾏って
いる操作が何のためのものかをよく考えながら実験すること。その結果、⾊々と気付く現象が
あるので、⼩さなことでも実験ノートに書き留めておくこと。結果は⽣のデータだけでなく、
データ整理まで⾏って担当者と検討した後、終了となる。
・当⽇の内に最低でも実験メモなどをまとめておくこと。これをしないとレポートを書くと
き、覚えておらず、実験をしなくても書けるような貧弱なものしか書けなくなる。さらに、レ
ポート作成の際は、今⼀度当該実験の原理をしっかりと頭に⼊れて、それにしたがって考察す
ること。
・実験時間中の退出は認めない。実験中の雑談などは禁⽌。
成績評価方法
Performance grading
policy
レポート(40%)、平常点(45%)、試験(15%)
平常点は予習ノートの成績と実験態度(主体的かつ安全に実験を行うこと)により評価する

[フィードバックの⽅法]
予習ノートについては、添削の上で予習評価を書き加えて履修者に返却する。
全実験テーマにおいて提出されたレポートが内容不⼗分と判断された場合は、修正点をアドバ
イスした上でレポートを返却し、所定期⽇内の再提出を指⽰することがある。
全実験終了後の筆記試験の成績が所定の基準を満たさない場合には、後⽇、講評および再試を
⾏う。
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
⽥中誠之,飯⽥芳男著「基礎化学選書7,機器分析(三訂版)」裳華房
幾つかのテーマに関しては上記教科書の補⾜として毎週ファイルを貸出。
授業計画
Class plan
1.ガイダンス
無機化学実験に関するガイダンス、安全教育、および講義を行った後,装置などの清掃および立上げを行う。

2.X線回折
立方晶系の結晶Cu,Fe,NaCl,KClについて粉末X線回折を行い、回折ピーク位置から格子定数を求める。さらに、ブラッグ反射の消滅則を見つけ、結晶構造とX線回折について考察する。

2.示差熱分析(DTA)
手製のDTA装置を熱電対の原理に基づいて組み立てる。この装置を用いて、硫酸銅五水和物が脱水を起こす温度を測定し、ピークを生じる温度およびピークの形状について考察する。

3.原子吸光分析
原子吸光光度計を用いてFe,Coの定量分析を(1)検量線法、(2)内標準法、および(3)標準添加法を用いて行い、測定原理と定量法について学ぶ。

4.電気伝導の自動測定
デジタルマルチメータ、およびプログラマブル直流電圧/電流発生器をPCにつなぎ、これらのPCからの制御について学ぶ。半導体と金属の抵抗値の温度依存性を自動測定する。

5.応用実験1
上記第2回から第4回の応用実験を行う。

6.超伝導
Y系超伝導酸化物(YBCO)について超伝導特性の確認を行うとともに、超伝導現象について理解する。また、X線回折測定を行い、格子定数と酸素量の関係を考察する。

7.酸素センサー
安定化ジルコニアのイオン伝導性を利用した酸素センサーにより、酸素分圧を測定する。この際、濃淡電池の起電力がNernst式に従っていることを確認する。

8.蛍光体
炭酸カルシウム系蛍光体を共沈法により合成し、発光特性の評価を行う。また、X線回折測定により、置換種・濃度と結晶構造(格子定数)の関係を調べる。

9.光触媒
酸化チタン薄膜の成膜実験により薄膜作製技術を学び、焼成後の薄膜について紫外光照射条件に対するメチレンブルーの分解挙動を調べる。

10.応用実験2
上記第6回から第9回の応用実験を行う。

11.理解度の確認と解説
上記の2から10に関して理解を深める。 
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
9972218
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