物理化学ＩＩ

科目基礎情報

学校	小山工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	物理化学ＩＩ
科目番号	0059	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	物質工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	アトキンス「物理化学要論」東京化学同人(2020)
担当教員	渥美 太郎

到達目標

１．溶液の熱力学，束一的性質について説明でき，関連する演習問題を解くことができる．
２．化学変化と化学平衡について説明でき，関連する演習問題を解くことができる．
３．電気化学について説明することができ，関連する演習問題を解くことができる．
４．原子と原子核，放射線について説明することができ，関連する演習問題を解くことができる．

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
評価項目1	液の熱力学，束一的性質について説明でき，関連する演習問題を８０％以上解くことができる．	溶液の熱力学，束一的性質について説明でき，関連する演習問題を６０%以上解くことができる．	溶液の熱力学，束一的性質について理解していない．関連する演習問題を解くことができない．
評価項目２	自由エネルギーと化学平衡について説明でき，関連する演習問題を８０％以上解くことができる．	自由エネルギーと化学平衡について説明でき，関連する演習問題を６０%以上解くことができる．	自由エネルギーと化学平衡について理解していない．関連する演習問題を解くことができない．
評価項目3	電気化学，電池について説明することができ，関連する演習問題を８０％以上解くことができる．	電気化学，電池について説明することができ，関連する演習問題を６０％以上解くことができる．	電気化学，電池について理解していない．関連する演習問題を解くことができない．
評価項目4	原子と原子核，放射線について説明することができ，関連する演習問題を８０％以上解くことができる．	原子と原子核，放射線について説明することができ，関連する演習問題を６０％以上解くことができる．	原子と原子核，放射線について理解していない．関連する演習問題を解くことができない．

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 ④ （高度な専門知識と問題解決能力の育成）

JABEE (C) （数学と自然科学）

教育方法等

概要:

化学熱力学のうち，溶液の熱力学，化学平衡，電気化学，原子と原子核について学ぶ。

授業の進め方・方法:

この科目は学修単位のため，事前・事後学習としてレポートの提出を課す。
レポートの内容はその週に行った講義に関する演習問題とする。

注意点:

中間試験(50%)と定期試験(50%)で評価する。
試験において，事前・事後学習の成果も確認する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス，【相転移と相平衡/溶液】　理想溶液，溶媒の化学ポテンシャル，理想希薄溶液，溶質の化学ポテンシャル，実在溶液：活量・講義	理想溶液，溶媒の化学ポテンシャル，理想希薄溶液，溶質の化学ポテンシャル，実在溶液：活量について理解する．予習・復習：教科書演習．
		2週	【相転移と相平衡/束一的性質】　沸点や凝固点の変化，浸透・講義	沸点や凝固点の変化，浸透について理解する．予習・復習：教科書演習．
		3週	【相転移と相平衡/混合物の相図】　揮発性液体の混合物，液体―液体の相図，液体―固体の相図，帯域精製，ネルンストの分配の法則・講義	揮発性液体の混合物，液体―液体の相図，液体―固体の相図，帯域精製，ネルンストの分配の法則について理解する．予習・復習：教科書演習．
		4週	【化学変化と化学平衡/反応の熱力学】　反応ギブスエネルギー，反応ギブズエネルギーの組成変化，平衡に到達した反応，標準反応ギブズエネルギー・講義	反応ギブスエネルギー，反応ギブズエネルギーの組成変化，平衡に到達した反応，標準反応ギブズエネルギーについて理解する．予習・復習：教科書演習．
		5週	【化学変化と化学平衡/平衡定数】　平衡組成，濃度で表した平衡定数の式，平衡定数の分子論的解釈・講義	平衡組成，濃度で表した平衡定数の式，平衡定数の分子論的解釈について理解する．予習・復習：教科書演習．
		6週	【化学変化と化学平衡/諸条件による平衡の移動】　温度の効果，圧縮の効果，触媒の存在・講義	平衡の移動に対する温度の効果，圧縮の効果，触媒の存在について理解する．予習・復習：教科書演習．
		7週	【化学変化と化学平衡】　演習問題・講義	１から６週目までの範囲の演習問題．予習，復習：１から６週目までの範囲の教科書の演習問題．
		8週	中間試験	１から６週目までの範囲の理解の確認．予習，復習：１から６週目までの範囲の教科書の演習問題など．
	2ndQ
		9週	試験の返却と解説，【化学変化と化学平衡/プロトン移動平衡】　ブレンステッド―ロウリーの理論，プロトン付加とプロトン脱離・講義	ブレンステッド―ロウリーの理論，プロトン付加とプロトン脱離について理解する．予習・復習：教科書演習．
		10週	【化学変化と化学平衡/多プロトン酸，塩水溶液の酸塩基平衡】　逐次プロトン脱離，化学種の分率組成，塩水溶液のpH，酸塩基滴定，緩衝作用・講義	逐次プロトン脱離，化学種の分率組成，塩水溶液のpH，酸塩基滴定，緩衝作用について理解する．予習・復習：教科書演習．
		11週	【化学変化と化学平衡/溶解度平衡，溶液中のイオン】　溶解度定数，共通イオン効果，溶解度に与える塩の添加効果，平均活量係数，デバイ-ヒュッケルの理論，イオンの移動・講義	溶解度定数，共通イオン効果，溶解度に与える塩の添加効果，平均活量係数，デバイ-ヒュッケルの理論，イオンの移動について理解する．予習・復習：教科書演習．
		12週	【化学変化と化学平衡/化学電池】　半反応と電極，電極反応，いろいろな電池，電池反応，電池電位・講義	半反応と電極，電極反応，いろいろな電池，電池反応，電池電位について理解する．予習・復習：教科書演習．
		13週	【化学変化と化学平衡/標準電位】　個々の電極の寄与，標準電位からの平衡定数の求め方，電位のpHによる変化，電気化学系列，標準電位の組合わせ，標準電位からの熱力学データの求め方・講義	個々の電極の寄与，標準電位からの平衡定数の求め方，電位のpHによる変化，電気化学系列，標準電位の組合わせ，標準電位からの熱力学データの求め方について理解する．予習・復習：教科書演習．
		14週	【原子，原子核と放射線】　原子核と放射線，放射線の性質と利用，核反応・講義	原子核と放射線，放射線の性質と利用，核反応について理解する．予習・復習：演習問題．
		15週	【化学変化と化学平衡・原子，原子核と放射線】　演習問題・講義	９から１４週目までの範囲の演習問題．予習，復習：９から１４週目までの範囲の教科書の演習問題．
		16週	定期試験	９から１４週目までの範囲の理解の確認．予習，復習：９から１４週目までの範囲の教科書の演習問題など．

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	物理化学	放射線の種類と性質を説明できる。	4
				放射性元素の半減期と安定性を説明できる。	4
				年代測定の例として、C14による時代考証ができる。	4
				核分裂と核融合のエネルギー利用を説明できる。	4
				2成分の状態図(P-x、y、T-x、y)を理解して、気液平衡を説明できる。	4	前15
				束一的性質を説明できる。	4	前13
				蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。	4	前13
				凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。	4	前13
				相律の定義を理解して、純物質、混合物の自由度(温度、圧力、組成)を計算し、平衡状態を説明できる。	4	前14
				平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる。	4
				諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる。	4
				均一および不均一反応の平衡を説明できる。	4
				化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる。	4	前2
				反応における自由エネルギー変化より、平衡定数・組成を計算できる。	4	前4
				平衡定数の温度依存性を計算できる。	4	前6
				電池反応と電気分解を理解し、実用例を説明できる。	4

評価割合

	試験	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	100	0	0	0	0	0	100
基礎的能力	100	0	0	0	0	0	100
専門的能力	0	0	0	0	0	0	0
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0