化学・バイオ工学基礎実験Ⅰ

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 化学・バイオ工学基礎実験Ⅰ
科目番号 0038 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験・実習 単位の種別と単位数 履修単位: 4
開設学科 化学・バイオ工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 4
教科書/教材 有機化学実験:有機化学実験、フィーザー・ウィリアムソン、磯部稔 他訳、丸善  物理化学実験:配布資料
担当教員 青柳 克弘,梅澤 洋史,羽切 正英,青木 寿博

到達目標

①安全に関する基礎的な知識・技術を理解し,試薬や実験室を安全に使用できる。
②実験方法を理解し、実験装置や器具等を適切に使用することができる。
③実験結果を観察、考察し、レポートにまとめることができる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1到達目標の内容を実践で理解し、応用できる。到達目標の内容を実践で理解している。到達目標の内容を実践で理解していない。
評価項目2
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
有機化学実験および物理化学実験を行い、合成反応条件、合成物の収率と純度、化学物質の取り扱い、物性測定法、データ解析法等について学修する。
また、応用化学初級領域の実験法および実験装置の取り扱い方法、実験操作等について修得する。
授業の進め方・方法:
前・後期ともに実施しない。
レポート・作品70%、平素の成績30%として総合的に評価し、60点以上を合格とする。
注意点:
化学実験の基本操作を身につけ、注意事項を厳守し、化学反応の過程を詳細に観察記録するとともに、講義で学んだ理論と関連付けて学習すること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験説明 実験概要、注意点
2週 有機化学基礎実験(1) 再結晶
3週 有機化学基礎実験(2) ガラス細工
4週 有機化学基礎実験(3) 分別蒸留
5週 有機化学基礎実験(4) 水蒸気蒸留
6週 有機合成化学実験(1) シクロヘキセンの合成
7週 有機合成化学実験(2) シクロヘキセンの合成
構造解析
8週 有機合成化学実験(3) シクロヘキサノンの合成
2ndQ
9週 有機合成化学実験(4) アジピン酸の合成
10週 有機合成化学実験(5) オレンジⅡの合成
11週 有機合成化学実験(6) オレンジⅡの合成
12週 有機合成化学実験(7) 安息香酸メチルの合成
13週 有機合成化学実験(8) 安息香酸メチルの合成
14週 まとめ 各実験のまとめ
15週 まとめ 各実験の理解度・レポートの確認
16週
後期
3rdQ
1週 実験説明 実験概要、注意点
2週 物理化学実験(1) 密度測定
3週 物理化学実験(2) 密度測定
実験結果の整理
4週 物理化学実験(3) 粘度計を用いた液体の粘度測定
5週 物理化学実験(4) 粘度計を用いた液体の粘度測定
実験結果の整理
6週 物理化学実験(5) 束一的性質を応用した分子量の測定
7週 物理化学実験(6) 束一的性質を応用した分子量の測定
実験結果の整理
8週 物理化学実験(7) 固液系の相平衡
4thQ
9週 物理化学実験(8) 固液系の相平衡
実験結果の整理
10週 物理化学実験(9) 反応速度とその温度依存性
11週 物理化学実験(10) 反応速度とその温度依存性
実験結果の整理
12週 物理化学実験(11) 分解電圧
13週 物理化学実験(12) 分解電圧
実験結果の整理
14週 まとめ 各実験のまとめ
15週 まとめ 各実験の理解度・レポートの確認
各実験についての講評・解説
16週

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類分野学習内容学習内容の到達目標到達レベル授業週
専門的能力分野別の工学実験・実習能力化学・生物系分野【実験・実習能力】有機化学実験加熱還流による反応ができる。4
蒸留による精製ができる。4前4,前5
吸引ろ過ができる。4後2
再結晶による精製ができる。4前2
分液漏斗による抽出ができる。4
薄層クロマトグラフィによる反応の追跡ができる。4
融点または沸点から生成物の確認と純度の検討ができる。4
収率の計算ができる。4
物理化学実験温度、圧力、容積、質量等を例にとり、測定誤差(個人差・器差)、実験精度、再現性、信頼性、有効数字の概念を説明できる。4後3,後5,後7,後9,後11,後13
各種密度計(ゲールサック、オストワルド等)を用いて、液体および固体の正確な密度を測定し、測定原理を説明できる。4後2,後3
粘度計を用いて、各種液体・溶液の粘度を測定し、濃度依存性を説明できる。4後4,後5
熱に関する測定(溶解熱、燃焼熱等)をして、定量的に説明できる。4後6
分子量の測定(浸透圧、沸点上昇、凝固点降下、粘度測定法等)により、束一的性質から分子量を求めることができる。4後6,後7
相平衡(液体の蒸気圧、固体の溶解度、液体の相互溶解度等)を理解して、平衡の概念を説明できる。4後8,後9
基本的な金属単極電位(半電池)を組み合わせ、代表的なダニエル電池の起電力を測定できる。また、水の電気分解を測定し、理論分解電圧と水素・酸素過電圧についても説明できる。4後12,後13
反応速度定数の温度依存性から活性化エネルギーを決定できる。4後10,後12

評価割合

試験レポート・作品相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合07000030100
基礎的能力07000030100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000