物質化学実験

科目基礎情報

学校 鶴岡工業高等専門学校 開講年度 2018
授業科目 物質化学実験
科目番号 0041 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: 1
開設学科 創造工学科(化学・生物コース) 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 1
教科書/教材 浅田ら「定性分析」技報堂出版、浅田ら「定量分析」技報堂出版、物質化学実験テキスト(自作)
担当教員 上條 利夫,佐藤 貴哉

到達目標

1.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。
2.中和滴定法を理解し,酸あるいは塩基の濃度計算できる。
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
レポート評価(目的)目的を端的に短く分かりやすく書いている。目的が実験の内容に合致している。要点を丸写ししている。目的が書かれていない。
レポート評価(方法)実験方法を図やフローシートなどを用いて分かりやすく文章とともに記述できる。実験方法を示すことができる。箇条書きのみで文章が無い。
レポート評価(結果)図や表などを用いて、明確に結果を文章とともに記述できる。実験結果を示すことが出来る。結果の数値だけを示している。箇条書きのみで説明する文章がない。
レポート評価(考察)参考文献を参照したり,参考結果(理論値など)と比較しながら考察できる。 考察ができる。 考察がない。感想を書いている。
レポート評価(参考文献)教科書以外の書籍等を挙げることができる。 示された書籍の教科書等を示すことができる。 参考文献を挙げられない。配布された実験テキストを参考文献にしてしまう。
実験ノート当日の実験を行うことができ,実験結果がペンで過不足なく書かれている。 当日の実験を行うことができる内容である。 書きかけであり、実験ができない。書いていない。
清掃"実験前よりも実験台がきれいである。精製水が補充されている。実験台がきれいに清掃されている。精製水が補充されている。 清掃が雑である。清掃・片づけができない。
技術点(滴定)滴定法を理解し,濃度計算でき,測定結果を得ることができる。滴定法の理解,濃度計算,測定がおおむねできる。 滴定法を理解,濃度計算,正しい測定ができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
前期は,最初に実験の基本操作そして陽イオンおよび陰イオンの定性分析実験を通して代表的な元素の性質・特徴等の理解ともに実験の基本操作を修得させる。その後、分析化学の授業内容が実際の実験で確認できるようにするために,重量分析実験,後期に入って容量分析実験を行う。この実験を通して定量的に、正確に実験できる能力を身につけさせる,併せてレポートの書き方についても指導する。
授業の進め方・方法:
工学実験・実習Ⅰ(化学・生物)と合せて行う。
注意点:
レポート60%,実験ノート・清掃20%,実験技術20%をもって総合的に評価して50点以上を合格とする。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 実験の基本的注意事項(説明) 分析実験で必要な数値の扱いができる。実験レポートの形式や書き方が理解できる。
2週 定性分析(説明) イオンの定性分析の概要を理解できる。
3週 陽イオン1族の各個反応と系統分析 陽イオン1族の各個反応実験を行い,元素の性質が理解でき,一部の元素の系統分析を行い分離操作確認ができる。
4週 陽イオン3・4族の各個反応 陽イオン3・4族の各個反応実験を行い,元素の性質が理解できる。
5週 陽イオン5族の各個反応 陽イオン5族の各個反応実験を行い,元素の性質が理解できる。
6週 陽イオン3族の系統分析 陽イオン3族の系統分析を行い分離操作確認ができる。
7週 陰イオンの定性分析 代表的な陰イオン5種の系統分析を行い,その性質が理解できる。
8週 重量分析(説明) 重量分析について理解している。
2ndQ
9週 塩化物イオンの定量 塩化物イオンの定量ができる。
10週 天秤の使い方とルツボの恒量
硫酸銅中の結晶水
天秤の使い方を習得し,ルツボの恒量を求めることができる。硫酸銅中の結晶水ができる。
11週 硫酸銅中の銅の定量1 硫酸銅中の銅の定量ができる。
12週 硫酸銅中の銅の定量2 硫酸銅中の銅の定量ができる。
13週 硫酸銅中の硫酸の定量1 硫酸銅中の硫酸の定量ができる。
14週 硫酸銅中の硫酸の定量2 硫酸銅中の硫酸の定量ができる。
15週 測定とその誤差 各種測定における誤差について理解している。
16週
後期
3rdQ
1週 滴定法(説明) 滴定法の概要を理解できる。
2週 中和滴定法 硫酸の定量I 中和滴定法により硫酸の定量ができる。
3週 中和滴定法 硫酸の定量II 中和滴定法により硫酸の定量ができる。
4週 キレート滴定法 水の硬度測定I キレート滴定法により水の硬度測定ができる。
5週 キレート滴定法 水の硬度測定II キレート滴定法により水の硬度測定ができる。
6週 沈殿滴定法 海水中のCl イオンの定量I 沈殿滴定法により海水中のCl イオンの定量ができる。
7週 沈殿滴定法 海水中のCl イオンの定量II 沈殿滴定法により海水中のCl イオンの定量ができる。
8週 酸化還元滴定法I 酸化還元滴定法により酸化剤あるいは還元剤の濃度を求めることができる。
4thQ
9週 酸化還元滴定法II 酸化還元滴定法により酸化剤あるいは還元剤の濃度を求めることができる。
10週 レポート作成 レポートをまとめることができる。
11週 機器使用分析(説明) 機器分析の概要を理解できる。
12週 中和滴定法(pH 計による) pH計を用いた中和滴定の実験を行い,機器分析の概略を理解できる。
13週 電位差滴定(ORP 計による) ORP計を用いた電位差滴定法の実験を行い,機器分析の概略を理解できる。
14週 溶存酸素濃度測定 溶存酸素濃度測定を行うことができる。
15週 吸光光度分析 吸光光度分析を行うことができる。
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
基礎的能力自然科学物理力学速度と加速度の概念を説明できる。3
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。3
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。3
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。3
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。3
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3
物体に作用する力を図示することができる。3
力の合成と分解をすることができる。3
質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。3
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。3
慣性の法則について説明できる。3
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。3
運動の法則について説明できる。3
運動方程式を用いた計算ができる。3
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。3
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。3
最大摩擦力に関する計算ができる。3
動摩擦力に関する計算ができる。3
仕事と仕事率に関する計算ができる。3
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。3
重心に関する計算ができる。3
電気導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。3
クーロンの法則が説明できる。3
クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。3
電場・電位について説明できる。3
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。3
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。3
ジュール熱や電力を求めることができる。3

評価割合

試験(技術点)発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合0000000
基礎的能力00000400
専門的能力200000400
分野横断的能力0000000