物質工学実験Ⅰ

科目基礎情報

学校 茨城工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 物質工学実験Ⅰ
科目番号 0007 科目区分 専門 / 必修
授業形態 実験 単位の種別と単位数 履修単位: 3
開設学科 国際創造工学科 化学・生物・環境系 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 3
教科書/教材 物質工学科作成「物質工学実験Ⅰ(基礎化学・分析化学実験)」配布
担当教員 石村 豊穂,澤井 光,鈴木 喜大

到達目標

1.実験装置・器具・情報機器等を利用して目的を達成する手法を理解・習得する。
2.実験・演習を通じて工学の基礎に係わる知識を理解する。
3.実験から得られたデータや演習内容について工学的に考察し説明・説得できる。
4.与えられた制約の下で、自主的に問題解決に取り組むことができる。
5.自らの考えを論理的に記述しすることができる。
6.討議やコミュニケーションすることができる。

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
実験装置・器具・情報機器等を利用して目的を達成する手法を十分に理解・習得できる 実験装置・器具・情報機器等を利用して目的を達成する手法を概ね理解・習得できる実験装置・器具・情報機器等を利用して目的を達成する手法を理解・習得できない
実験・演習を通じて工学の基礎に係わる知識を十分に理解できる。実験・演習を通じて工学の基礎に係わる知識を概ね理解できる実験装置・器具・情報機器等を利用して目的を達成する手法を理解・習得できない
与えられた制約の下で、自主的に問題解決に十分な取り組みができる実験から得られたデータや演習内容について工学的に考察し概ね説明ができる与えられた制約の下で、自主的に問題解決に取り組みができない
十分に自らの考えを論理的に記述しすることができる実験から得られたデータや演習内容について工学的に考察し概ね説明ができる自らの考えを論理的に記述し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 (A) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
講義授業「分析化学Ⅰ」と連携して、講義で学習した内容について実際に実験を通して体験し、学習内容の理解を深める。また安全に化学実験を行うために実験器具の取り扱いに習熟するようにする。
授業の進め方・方法:
実験は基本的に各個人ごとに実施する。他人を頼らず、自力で実験できるようにして努力すること。また実験中は危険防止のため必要に応じて保護眼鏡を着用し安全を心がける。
注意点:
実験レポートの提出期限は厳守すること。実験は安全第一を心がけ、注意して行うようこころがけること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 オリエンテーション 実験テキスト・安全の心得の確認・実験器具の確認作業
2週 実験の基本操作につ
いて
実験器具の名称を覚え、取り扱い方を理解する。また、ガラス器具の洗浄方法について学ぶ。
3週 化学変化と化学量論 炭酸カルシウムと塩酸の反応を通して化学反応の量的関係を調べ、化学反応式を作成する
4週 溶解度曲線の作成 塩化アンモニウムの溶解度曲線を作成し、固体の溶解度と温度の関係を理解する。
5週 希酸溶液の調製 濃塩酸や濃硝酸から希塩酸や希硝酸の作り方を学び、高濃度溶液の扱い方を理解する。
6週 希塩基溶液の調製 固体水酸化ナトリウムや濃アンモニア水から希薄溶液の作り方を学び、塩基性物質の扱い方を理解する。
7週 酸と塩基溶液とpH 塩・酸・塩基などの溶液のpHを測定し、酸性物質と塩基性物質の特徴を理解する。
8週 強酸・弱酸の反応性 マグネシウムと酸の反応を通して酸の強さと反応性について理解する。
2ndQ
9週 中和滴定曲線の作成 酸と塩基の中和反応において中和反応の進行とともに溶液のpHがどう変化するか理解する。
10週 中和滴定分析(1) 中和滴定で用いる標準溶液の調製法について学ぶ。
11週 中和滴定分析(2) 標準溶液の正確な濃度の決定法(標定)について実験、濃度決定方法を理解する。
12週 中和滴定分析(3) いくつかの実際の試料について酸および塩基の定量分析を行い含まれる量を求める方法を理解する。
13週 酸化還元滴定分析法(1) 過マンガン酸カリウム滴定法について、標準溶液を調製する方法について学ぶ。
14週 酸化還元滴定分析法(2) 標準溶液の正確な濃度を求める方法(標定)について実験し、計算方法について理解する。
15週 酸化還元滴定分析法(3) 実際に試料中に含まれる成分の定量分析を行う。
16週
後期
3rdQ
1週 キレート滴定分析法(1) EDTA標準溶液の作成と標定法を学ぶ
2週 キレート滴定分析法(2) 水道水中のカルシウムとマグネシウムの定量を行い計算方法を理解する。
3週 金属イオンの個別反応(1) 銀、鉛イオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
4週 金属イオンの個別反応 銅、ビスマスイオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
5週 金属イオンの個別反応 スズ、アンチモンイオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
6週 金属イオンの個別反応 鉄、アルミニウム、クロムイオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
7週 金属イオンの個別反応 亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガンイオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
8週 金属イオンの個別反応 カルシウム、バリウム、ストロンチウムイオンについて様々な試薬との
反応を行い、その特徴と性質について理解する。
4thQ
9週 金属イオンの系統的定性分析(1) 第1~5属までの金属イオンのうち3種が含まれる溶液から、どのような金属イオンが含まれているか検出する。
10週 金属イオンの系統的定性分析(2) 第1~5属までの金属イオンのうち3種が含まれる溶液から、どのような金属イオンが含まれているか検出する。
11週 金属イオンの系統的定性分析(3) 第1~5属までの金属イオンのうち3種が含まれる溶液から、どのような金属イオンが含まれているか検出する。
12週 重量分析による定量分析(1) 沈殿重量分析で使用する磁性るつぼの取り扱い方を学ぶ。
13週 重量分析による定量分析(2) 目的物質を含む難溶性沈殿を化学反応によって生成し、ろ過分離の方法について学ぶ。
14週 重量分析による定量分析(3) ろ紙ごと沈殿を灰化し、最終生成物の重量測定から初期目的物質の量を求める方法について学ぶ、
15週 後期実験のまとめ 大掃除、器具チェックなど
16週

評価割合

レポート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50005000100
基礎的能力0000000
専門的能力50005000100
分野横断的能力0000000