到達目標
1.溶液の濃度,化学平衡,電離,滴定,pH,酸化と還元,錯体生成,沈殿などの分析化学に関わる基本的な概念を理解することができる。
2.水溶液内における酸塩基反応,酸化還元反応,沈殿生成反応や錯体生成反応等の化学反応を理解し,化学反応式を正しく記述できるとともに,反応する物質の量的関係を正しく把握できる。
3.酸塩基滴定や酸化還元滴定,沈殿滴定,キレート滴定の各滴定分析において原理と実験方法を理解し,基本的な計算力を応用してデータから対象となる物質の量を求めることができる。
4.金属イオンの化学的性質を理解し,系統的な分離によって定性分析ができる。
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 |
溶液の濃度,化学平衡,電離,滴定,pH,酸化と還元,錯体生成,沈殿などの分析化学に関わる基本的な概念を理解することができる。 | 分析化学に関わる基本的な概念を十分に理解することができる。 | 分析化学に関わる基本的な概念を理解することができる。 | 分析化学に関わる基本的な概念を理解することができない。 |
水溶液内における酸塩基反応,酸化還元反応,沈殿生成反応や錯体生成反応等の化学反応を理解し,化学反応式を正しく記述できるとともに,反応する物質の量的関係を正しく把握できる。 | 各種の水溶液内化学反応について,複雑な系においても化学反応式を立式でき,また反応の等量関係を導くことができる。 | 各種の水溶液内化学反応について化学反応式を立式でき,また反応の等量関係を導くことができる。 | 各種の水溶液内化学反応について化学反応式を立式できず,また反応の等量関係を導くことができない。 |
酸塩基滴定や酸化還元滴定,沈殿滴定,キレート滴定の各滴定分析において原理と実験方法を理解し,基本的な計算力を応用してデータから対象となる物質の量を求めることができる。 | 各種滴定の原理と実験方法を理解し,実験結果から正確に目的の物質量を求めることができる。 | 各種滴定の実験方法を理解し,実験結果から目的の物質量を求めることができる。 | 各種滴定の実験方法が理解できず,実験結果から目的の物質量を求めることができない。 |
金属イオンの化学的性質を理解し,系統的な分離によって定性分析ができる。 | 金属イオンの性質を十分に理解し,沈殿試薬との化学反応式が書け,複雑な混合イオン溶液においても系統的な分離法を示すことができる。 | 金属イオンの性質を理解し,沈殿試薬との化学反応式が書け,単純な混合イオン溶液においても系統的な分離法を示すことができる。 | 金属イオンの性質を理解不足で,沈殿試薬との化学反応式が書けず,単純な混合イオン溶液においても系統的な分離法を示すことができない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
分析化学は,主に水溶液内の化学反応に基づき,目的成分を分離・定量する方法を模索・構築する学問です。
まずは化学における基礎的な諸概念を習得し,その原理を使って行われる各種滴定法を理解したうえで実際に行われる分析法を学びます。さらに測定実験から得られるデータに基づき,目的成分を定量するための計算方法を理解します。
また金属イオンの化学的性質や特定の試薬との反応性を学び,その知識を用いて金属陽イオンを系統的に相互分離する方法について学びます。
授業の進め方・方法:
授業はスライド投影を中心とする。要点をまとめるための資料を毎回配布する。
またスライド資料はGoogle Classroomなどを用いて配布するが,空白箇所を設けているので授業中に自身で補完すること。
授業内容は教科書に沿っているので,適宜参照すること。また進度に合わせて演習問題を解きながら進める。
注意点:
「化学」「化学ゼミナール」の内容を十分に復習しておくこと。演習問題では関数電卓を用いるので,講義の際は必ず準備すること。
理解度に応じて授業内容を変更することがある。
授業の属性・履修上の区分
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 |
溶液の濃度と計算 |
水溶液中の物質における容量モル濃度,パーセント濃度,百万分率濃度などの計算方法を理解する。
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2週 |
化学平衡
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化学平衡,ルシャトリエの原理について理解する。
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3週 |
化学平衡定数 |
化学平衡(質量作用)の法則と平衡定数の計算方法について理解する。
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4週 |
酸・塩基とpH |
酸・塩基の定義と水の自己解離,pHについて理解する。
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5週 |
酸・塩基の電離平衡(1)
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強酸・強塩基の電離平衡とそれらの水溶液のpHの計算について理解する。
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6週 |
酸・塩基の電離平衡(2) |
弱酸・弱塩基の電離平衡とそれらの水溶液のpHの計算について理解する。
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7週 |
(中間試験) |
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8週 |
塩の加水分解 |
塩の加水分解とそれによって決まる水溶液の液性,および緩衝溶液について理解する。
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2ndQ |
9週 |
中和滴定(1) |
中和反応を利用した定量分析法(中和滴定法)の概要,中和滴定曲線と酸塩基指示薬の働きを理解する。
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10週 |
中和滴定(2)
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中和滴定の実際の方法として標準物質や標定の概念を理解する。
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11週 |
中和滴定(3)
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中和滴定の実用例について理論や計算方法を理解する。
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12週 |
酸化還元滴定(1) |
イオン化傾向,酸化還元反応と電子の授受,酸化数について理解する。
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13週 |
酸化還元滴定(2)
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酸化還元反応を利用した定量分析法(酸化還元滴定)の概要,酸化還元滴定曲線と酸化還元指示薬の働きを理解する。
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14週 |
酸化還元滴定(3)
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酸化還元滴定の実用例について理論や計算方法を理解する。
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15週 |
(期末試験) |
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16週 |
総復習,課題の解説 |
前期に学んだ水溶液内の化学反応と平衡の概念を復習し,それらを利用した定量分析の手法について確認する。また前期に行った課題,演習について解法を確認する。
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後期 |
3rdQ |
1週 |
錯生成平衡(1) |
金属イオンと配位子による錯生成反応について学び,錯体の概念を理解する。
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2週 |
錯生成平衡(2) |
錯生成反応における逐次生成定数と全生成定数を理解する。またキレート試薬と金属イオンの錯生成反応について学ぶ。
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3週 |
キレート滴定(1)
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錯生成反応を利用した定量分析法(キレート滴定法)の概要,キレート滴定曲線と金属指示薬の働きを理解する。
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4週 |
キレート滴定(2) |
キレート滴定の実用例について理論や計算方法を理解する。
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5週 |
金属陽イオンの系統的定性分析(1) |
金属陽イオンを系統別に分離し,同定する手法についてその概念を理解する。
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6週 |
金属陽イオンの系統的定性分析(2) |
金属陽イオンを系統別に分離し,同定する手法についてその具体例を個別に理解する。
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7週 |
(中間試験)
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8週 |
沈殿平衡(1) |
難溶性塩の沈殿生成と溶解に関する化学平衡について理解する。
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4thQ |
9週 |
沈殿平衡(2) |
難溶性塩の溶解度積と溶解度の関係を理解する。
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10週 |
沈殿平衡(3) |
難溶性塩の溶解度に及ぼす共通イオン効果を理解し,金属イオンの分別沈殿の方法を学ぶ。
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11週 |
沈殿滴定 |
難溶性塩の生成を利用した定量分析法(沈殿滴定)の概要,沈殿滴定における指示薬の働きを理解するとともに,沈殿滴定を用いた物質の定量ができるようになる。
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12週 |
重量分析法(1) |
減量法と沈殿法からなる重量分析法の概念を理解する。
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13週 |
重量分析法(2) |
沈殿重量分析法の操作(沈殿剤,ろ過,洗浄,乾燥,灰化)について理解する。
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14週 |
重量分析法(3) |
沈殿重量分析法について,その具体例の理論や計算方法を理解する。
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15週 |
(期末試験) |
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16週 |
総復習,課題の解説 |
後期に学んだ水溶液内の化学反応と平衡の概念を復習し,それらを利用した定性と定量分析の手法について確認する。また後期に行った課題,演習について解法を確認する。
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 課題 | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
専門的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 60 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |