物理化学実験のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
物理化学実験 科目番号
Course number
72CHEXP201
科目名称(英語)
Course title(English)
Experiment in Physical Chemistry
授業名称
Class name
物理化学実験
教員名 赤松 允顕,郡司 天博,湯浅 真,板垣 昌幸,酒井 秀樹,藤本 憲次郎,酒井 健一,近藤 剛史,東條 敏史,渡辺 日香里
Instructor
開講年度学期 2022年度 前期
Year/Semester
曜日時限 木曜2限 木曜3限 木曜4限 木曜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
物理化学の基礎的な項目について実験を実施し、それを通じてより深く理解する。
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。
目的
Objectives
実際に実験を行うことにより,その理論をより深く理解する.加えて,実験の様々なノウハウを学び,物理化学の理論と実験のセンスを身につ ける. 複数人数で協力し教員などと密に連携して実験を行うことでコミュニケーション力、チームワークを身につける。
到達目標
Outcomes
1.物理化学において重要な諸概念を実際の系に対して使いこなすことができるようになる。次年度以降の実験及び卒業研究で行う物性測定を正しい方法で行うことができるようになる。
2.1年次で学んだ安全に配慮した実験方法をさらに洗練させ複雑な系へ応用できるようになる。
3.実験で得られた物理化学的な知見を他者に伝えられるレポート作成ができるようになる。
履修上の注意
Course notes prerequisites
1年次の学生実験を修得していること.
安全メガネ、白衣、シューズ着用のこと.
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
準備学習:各回の実験内容を十分に理解し, 実験の原理, 実験手順などを調べて予習ノートを作成する.
復習:実験データをよく解析し, 実験結果を論理的にまとめてレポートを作成する.
成績評価方法
Performance grading
policy
事前学習(予習ノート)点 (10%), 平常点(課題提出や実験への取り組み) (40%), レポート点 (50%).
なお、レポートおよび課題を全て提出することを前提とする。
[フィードバックの方法]
提出されたレポートを添削した上で返却し、解説を行う。
また、各実験の最後に口頭試問を行い、理解が不十分な場合は明確化および補足説明を行う。
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/
 
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参考書・その他資料
Reference and other materials
千原 秀昭編,基礎物理化学実験法,東京化学同人(1979)
授業計画
Class plan
1 ガイダンスと安全教育
実験の日程の説明,物理化学と物理化学実験についての講義,実験ノートおよび
レポートの書き方についての講義,実験の心構えと安全教育についての講義.

2 固体表面
プラスチック表面上にCuあるいはNiを無電解または電解めっきすることにより,
固体表面がどのような性質をもち,めっきの過程でそれがどのように変えられるかについて理解を深める.

3 液相吸着
水溶液中の酢酸分子の活性炭への吸着量を各温度で測定し,
吸着等温線およびFreundlichプロットを作成して,熱力学的パラメータを求める.

4 部分分子容
食塩水の密度を様々な濃度で測定することによりNaClの部分分子容(部分モル体積)を求める.
さらに,化学ポテンシャルの意味を理解する.

5 電解質溶液の導電率
強電解質,弱電解質の各種濃度における当量導電率を測定し,
この結果から各試料の無限希釈当量導電率を求め,Kohlrauschのイオン独立移動の法則を確かめる.

6 蒸気圧
Smith-Menzies法により水の蒸気圧Pを測定し,lnPを1/Tに対してプロットすることにより,
直線関係が得られることを確かめる.Clausius-Clapeyronの式を理解すると共に,
いくつかの仮定をするとこの式より上述の直線関係が導ける点について理解を深める.
さらに、この関係より蒸発熱を求め、値を検証する.また,減圧状態の操作になれると共に,
分子間力についても考察する.

7 固液平衡
 p−トルイジン/α−ナフトール系の状態図を作成し,相平衡(化学ポテンシャル,Gibbsの相律)
および状態図の見方,組成の計算法について学ぶ.

8 活量
半電池および電池を組み立て,その起電力を測定することにより,
活量,活量係数という熱力学の基本概念を理解する.

9 界面活性と分子集合体
種々の界面活性剤水溶液の表面張力を各種表面張力計を用いて測定することにより,
ミセル形成濃度および分子占有面積を求め,なぜ表面張力が低下するのか,
なぜミセルという分子集合体ができるのかを考察する.

10 反応速度
p−ニトロフェニルアセテートを試料とし,初濃度および温度を変えて加水分解させ,
反応速度定数,活性化エネルギーについて考察する.

11 液体の粘性
水および各種ブチルアルコールの粘度を,Ostwald粘度計を用いて各温度で測定し,
ln(η/ρ) vs 1/Tのグラフ,Eyringの式から各種熱力学関数を求める.
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
Microsoft EXCEL
備考
Remarks
9972418
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