到達目標
1. 安全に実験が行えるよう、薬品や火気の取り扱い等を理解できる。
2. 代表的な実験器具を正しく取り扱い、基本的な実験操作を行うことができる。
3. 得られた実験データを基に必要な計算や考察をして、実験レポートを作成できる。
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 | 安全に実験が行えるよう、薬品や火気の取り扱い等を理解・説明できる。 | 安全に実験が行えるよう、薬品や火気の取り扱い等を理解できる。 | 薬品や火気の取り扱い等を理解できない。 |
評価項目2 | 代表的な実験器具を正しく取り扱い、基本的な実験操作を正確且つ迅速に行うことができる。 | 代表的な実験器具を正しく取り扱い、基本的な実験操作を行うことができる。 | 代表的な実験器具を正しく取り扱えず、基本的な実験操作を行うことができない。 |
評価項目3 | 得られた実験データを基に必要な計算や考察をして、適切な実験レポートを作成できる。 | 得られた実験データを基に必要な計算や考察をして、実験レポートを作成できる。 | 得られた実験データを基に必要な計算や考察をして、実験レポートを作成することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 物質化学工学科の教育目標 ①
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学習・教育到達度目標 本科の教育目標 ③
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教育方法等
概要:
基本的な分析操作を身につけ、化学反応における定量的考え方を体得する。また、実験報告書(レポート)の作成能力を習得する。
授業の進め方・方法:
重量分析、容量分析(中和滴定・キレート滴定・沈殿滴定・酸化還元滴定)、機器分析・分離分析、および自由研究の順に展開する。最終の自由研究では、提示された複数の実験課題の中から一つを選択し、それまでに学んだ分析法を基に、実験指針の立案・分析・解析・成果報告を行う。
注意点:
・前期においては、実験テーマ終了毎に、レポート作成のための時間を設ける。また、内容理解を進めるためのペーパーテストを実施する。前者においては、教員からの指導を参考に、レポート作成能力の向上に努める姿勢が大切である。中間試験、期末・学年末試験は実施しない。
・評価については,合計点数が60点以上で単位修得となる
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
ガイダンス 実験安全講習 実験準備 |
本科目の目標、内容、予定、評価法およびレポートの書き方などがわかる。実験遂行における注意事項、実験器具の名称や使用目的がわかる。
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2週 |
重量分析 ニッケルの定量・試薬調製①
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ジメチルグリオキシム法を用いて、硫酸ニッケルアンモニウム塩中のニッケルを定量できるとともに、所定の試薬を正しく調製できる。また、当該実験のレポートを作成でき、重量分析に関する基礎的問題を解くことができる。
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3週 |
重量分析 ニッケルの定量・試薬調製② |
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4週 |
重量分析 ニッケルの定量・レポート作成 |
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5週 |
中和滴定1 強酸-強塩基滴定① |
強酸標準溶液の標定ができ、それを用いて強酸-強塩基の滴定曲線を作成できる。また、当該実験のレポートを作成できる。
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6週 |
中和滴定1 強酸-強塩基滴定② |
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7週 |
中和滴定1 強酸-強塩基滴定・レポート作成 |
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8週 |
中和滴定2 乳酸の定量 |
乳酸菌飲料中の酸濃度を求め、併せて弱酸-強塩基の滴定曲線を作成できる。また、当該実験のレポートを作成できる。
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2ndQ |
9週 |
中和滴定2 乳酸の定量・レポート作成 |
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10週 |
実験テスト(重量分析・中和滴定) |
中和滴定に関する基礎的問題を解くことができる。
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11週 |
キレート滴定 硬度の測定 |
EDTA標準溶液を調製し、それを用いて検水の硬度を求めることができる。また、当該実験のレポートを作成でき、キレート滴定に関する基礎的問題を解くことができる。
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12週 |
沈殿滴定 塩化物イオンの定量 |
硝酸銀標準溶液を用いて、食塩中に含まれる塩化物イオンを定量することができる。また、当該実験のレポートを作成でき、沈殿滴定に関する基礎的問題を解くことができる。
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13週 |
酸化還元滴定 鉄の定量① |
過マンガン酸カリウム標準溶液を標定し、それを用いてモール塩中の鉄を定量できる。また、当該実験のレポートを作成でき、酸化還元滴定に関する基礎的問題を解くことができる。
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14週 |
酸化還元滴定 鉄の定量② |
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15週 |
実験テスト(キレート滴定・沈殿滴定・酸化還元滴定) |
キレート滴定・沈殿滴定・酸化還元滴定に関する基礎的問題を解くことができる。
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス・ローテーション実験準備 |
後期内容の説明およびローテーション実験の準備を行なう。
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2週 |
ローテーション実験1 吸光光度法-1(鉄の定量) |
吸光光度法により、鉄-フェナントロリン錯体の吸収スペクトルを測定し、検水中の鉄を定量することができる。
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3週 |
ローテーション実験2-① 有効塩素の定量 |
酸化還元滴定、比色法、吸光光度法を用いて、さらし粉中に含まれる有効塩素量を測定する。
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4週 |
ローテーション実験2-② 有効塩素の定量 |
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5週 |
ローテーション実験3 ペーパークロマトグラフ |
ペーパークロマトグラフ法により、混合試料の分離分析ができる。
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6週 |
ローテーション実験4-① イオン交換クロマトグラフィー |
イオン交換樹脂の交換容量を求め、また、銅イオンの溶離曲線を作成することができる。
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7週 |
ローテーション実験4-② イオン交換クロマトグラフィー |
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8週 |
実験テスト(ローテーション実験) |
吸光光度法やイオン交換反応に関する基礎的問題を解くことができる。
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4thQ |
9週 |
自由研究① |
選択した実験課題について、班員と協力しながら実験指針を立案し、分析を行い、結果を解析し、成果を報告することができる。
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10週 |
自由研究② |
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11週 |
自由研究③ |
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12週 |
自由研究④ |
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13週 |
自由研究⑤ |
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14週 |
自由研究⑥ |
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15週 |
自由研究⑦・成果発表会 |
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16週 |
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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 |
基礎的能力 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学についての基礎的原理や現象を、実験を通じて理解できる。 | 3 | |
物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 3 | |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 3 | |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 3 | |
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 3 | |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
蒸留による精製ができる。 | 3 | |
吸引ろ過ができる。 | 3 | |
分液漏斗による抽出ができる。 | 3 | |
薄層クロマトグラフィによる反応の追跡ができる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
収率の計算ができる。 | 3 | |
沸点から生成物の確認と純度の検討ができる。 | 3 | |
分析化学実験 | 中和滴定法を理解し、酸あるいは塩基の濃度計算ができる。 | 3 | |
酸化還元滴定法を理解し、酸化剤あるいは還元剤の濃度計算ができる。 | 3 | |
キレート滴定を理解し、錯体の濃度の計算ができる。 | 3 | |
陽イオンおよび陰イオンのいずれかについて、分離のための定性分析ができる。 | 3 | |
評価割合
| 達成度 | 試験 | レポート | その他 | | | 合計 |
総合評価割合 | 20 | 20 | 60 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 5 | 5 | 15 | 0 | 0 | 0 | 25 |
専門的能力 | 10 | 10 | 40 | 0 | 0 | 0 | 60 |
分野横断的能力 | 5 | 5 | 5 | 0 | 0 | 0 | 15 |