分析化学

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 2019
授業科目 分析化学
科目番号 0018 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義・演習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 化学・バイオ工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 基礎教育分析化学(奥田忠雄・河嶌拓治・保母敏行・本水昌二,東京教学社),プリント / 高等学校 改定 化学(山内薫ほか,第一学習社)
担当教員 押手 茂克

到達目標

この授業での達成目標は,以下の3点である。
① 単位や濃度を理解し,物質量や濃度の計算ができる。
② 質量作用の法則を理解し,溶液内の各成分の量的関係やpHの計算ができる。
③ 滴定を理解し,定量計算ができる。

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各授業項目の内容を理解し、問題(計算等)の解決に活用できる。各授業項目の内容を理解し,必要な概念・方法(式・計算法・原理:法則等)を推測できる。各授業項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
分析化学は,自然界の物質中の成分や量を明らかにする方法・基礎理論の開発・研究をする分野である。そこで,授業では分析化学の基礎知識となる溶液内化学平衡,濃度,データの取扱いを学ぶ。平衡を利用した容量分析の理論を習得し,定量と化学反応の関係を理解する。
授業の進め方・方法:
中間試験,期末試験ともには50分の試験を実施する。
定期試験の成績80%,小テストや課題の総点を20%として総合的に評価する。60点以上を合格とする。
*再試験の範囲は,講義した分析化学の全範囲とする。
注意点:
①化学の復習,②自分の到達度を把握したシラバスと教科書での予習・復習,③返却・模範解答をした小テスト等の復習,④小テスト等の間違えた部分を解き直して分からない内容は担当教員に確認する,⑤2次式の解法や指数・対数の計算をできるように復習,以上の5つは授業前後に十分に行うこと。関数電卓を常に用意し,使い方に慣れておくこと。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 分析データの取扱い(1) 授業の概要,単位,溶液の濃度(質量パーセント濃度)
2週 分析データの取扱い(2) 濃度の定義(モル濃度,質量モル濃度),演習
3週 分析データの取扱い(3) 有効数字,有効数字を考慮した計算
4週 分析データの取扱い(4) 誤差(相対誤差,絶対誤差,真度と精度,測定値の棄却)
5週 分析化学の基礎(1) 化学平衡,質量作用の法則,平衡定数
6週 分析化学の基礎(2) 活量,活量係数,イオン強度,デバイ-ヒュッケルの理論式
7週 分析化学の基礎(3)/復習と答案返却 前期第6週までの授業内容の復習・補足・確認,答案返却,イオン強度,デバイ-ヒュッケルの理論式
8週 分析化学の基礎(4) 酸・塩基の定義,酸塩基の強弱と価数,共役酸塩基対,水のイオン積
2ndQ
9週 分析化学の基礎(5) 電離平衡,電離度,酸解離定数・塩基解離定数,pHの定義,電離度とpH
10週 分析化学の基礎(6) 電離平衡,電離度,酸解離定数・塩基解離定数,pHの定義,電離度とpH,演習
11週 分析化学の基礎(7) 強酸・強塩基の水溶液のpH,物質収支,電荷中和の原理,電荷中和の原理
12週 酸塩基平衡(1) 一価の弱酸の水溶液のpH,物質収支,電荷中和の原理,電荷中和の原理
13週 酸塩基平衡(2) 一価の弱酸の水溶液のpHの復習と演習
14週 酸塩基平衡(3) 緩衝溶液,共役な酸と塩基の混合溶液のpH
15週 復習と答案返却 期末試験答案の確認,中間試験後から期末試験までの内容の復習
16週
後期
3rdQ
1週 錯体生成平衡 錯体(構造・配位数・配位子の分類),逐次生成定数
2週 酸化還元平衡(1) 酸化数,酸化還元反応,標準水素電極,電極電位
3週 酸化還元平衡(2) ネルンストの式,起電力の計算
4週 沈殿生成平衡(1) 沈殿平衡,溶解度積,演習
5週 沈殿生成平衡(2) 共通イオン効果,演習
6週 容量分析 容量器具,標準物質と標準溶液,滴定法
7週 容量分析(2)/復習と答案返却 後期第1~6週までの授業内容の復習・補足・確認,答案返却
8週 酸塩基滴定(1) 滴定曲線と終点決定法,中和滴定での濃度の求め方
4thQ
9週 酸塩基滴定(2) 中和滴定での濃度の求め方,演習
10週 キレート滴定(1) 金属指示薬,滴定法の分類,濃度の求め方
11週 キレート滴定(2) 濃度の求め方,演習
12週 酸化還元滴定(1) 過マンガン酸塩滴定,終点決定法,濃度の求め方
13週 酸化還元滴定(2) COD,演習
14週 沈殿滴定 終点決定法,モール法,濃度の求め方
15週 復習と答案返却 期末試験答案の確認,中間試験後から期末試験までの内容の復習
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専門工学化学・生物系分野分析化学いくつかの代表的な陽イオンや陰イオンの定性分析のための化学反応について理解できる。2後1,後4,後5,後14
電離平衡と活量について理解し、物質量に関する計算ができる。2前5,前6,前7
溶解度・溶解度積について理解し必要な計算ができる。2後4,後5
沈殿による物質の分離方法について理解し、化学量論から沈殿量の計算ができる。2後4,後5,後14
強酸、強塩基および弱酸、弱塩基についての各種平衡について説明できる。2前8,前9,前10
強酸、強塩基、弱酸、弱塩基、弱酸の塩、弱塩基の塩のpHの計算ができる。2前11,前12,前13
緩衝溶液とpHの関係について説明できる。2前14
錯体の生成について説明できる。2後1
陽イオンや陰イオンの関係した化学反応について理解し、溶液中の物質の濃度計算(定量計算)ができる。3前1,前2,前3,前4
中和滴定についての原理を理解し、酸及び塩基濃度の計算ができる。3後6,後8,後9
酸化還元滴定についての原理を理解し、酸化剤及び還元剤の濃度計算ができる。3後2,後3,後6,後12,後13
キレート滴定についての原理を理解し、金属イオンの濃度計算ができる。3後6,後10,後11
イオン交換による分離方法についての概略を説明できる。1後10

評価割合

試験課題相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力80200000100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000