物理化学実験

Experiment in Physical Chemistry

9972418

72CHEXP201

郡司　天博、板垣　昌幸、藤本　憲次郎、酒井　健一、近藤　剛史、中山　泰生、青木　大亮、荒川　京介、酒井　秀樹

2024年度前期

2024/First Semester

木曜2限、木曜3限、木曜4限、木曜5限

Thursday/from second to fifth periods

創域理工学部　先端化学科

Department of Pure and Applied Chemistry, Faculty of Science and Technology

2.0単位

実験

Experiment

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

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。

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。

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。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

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．

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／実験　Experiments

-

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．

平常点（予習ノート、実験・授業への取り組み姿勢）（40%）
レポート点 (40%)
筆記試験(20%)

なお、本実験の評価は、「決められた授業時間内の実験参加および主体的実験の実施」かつ「実験で得られた観察および結果をレポートとして期日までに提出すること」の条件を満たすことを前提としている。
従って、やむを得ない事情を除き「著しい遅刻や無断欠席の場合」あるいは「すべてのレポートを期日までに提出しない場合」は評価不能とし単位の取得はできない。

［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。

・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

Y

新版　総合化学実験, 郡司　天博, 丸善出版 (2023), ISBN:978-4-621-30899-8

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

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
アルコールと水の混合溶液の体積を測定することによりそれぞれの部分分子容（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　界面活性剤の性質
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．

-

-

Microsoft EXCEL

N

Y