到達目標
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習教育目標との関連の順で示す。①電気と化学をつなぐ因子を理解する。35%(D1) ②電極と電解液界面での原子・分子レベルの現象を理解する。35%(D1) ③電子とイオンのエネルギーが係る応用分野を理解する。30%(D1)
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 | 電気と化学をつなぐ因子の基礎と応用を理解する。 | 電気と化学をつなぐ因子の基礎を理解する。 | 電気と化学をつなぐ因子を理解する。 |
| 評価項目2 | 電極と電解液界面での原子・分子レベルの現象の基礎と応用を理解する。 | 電極と電解液界面での原子・分子レベルの現象の基礎を理解する。 | 電極と電解液界面での原子・分子レベルの現象を理解する。 |
| 評価項目3 | 電子とイオンのエネルギーが係る分野の基礎と応用を理解する。 | 電子とイオンのエネルギーが係る分野の基礎を理解する。 | 電子とイオンのエネルギーが係る分野を理解する。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気化学は電子のやりとりを伴う現象を解き明かし、その成果を暮らしに役立てる学問である。本講義では、基礎理論（平衡論と速度論）の理解を深め、応用分野（電池、電解合成、センサー、表面加工等）について解説する。関連する科目、固体構造化学
授業の進め方・方法:
原子、分子に関する基礎的理解を踏まえて、熱力学、速度論の考察を行い、最終的に、応用分野へと結びつけて考えていく。
注意点:
無機化学の基礎を再確認することが必要である。演習問題を通して、理解度を確認しながら進めていく。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電気化学基礎 |
高校化学における電気化学を理解する。
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| 2週 |
電気分解、電気二重層の形成 |
厚さと濃度の効果を理解する。
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| 3週 |
物質のエネルギーと平衡（１） |
熱力学計算演習を行なう。（１）
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| 4週 |
物質のエネルギーと平衡（２） |
熱力学計算演習を行なう。（２）
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| 5週 |
標準電極電位、ネルンストの式 |
熱力学計算演習を行なう。（３）
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| 6週 |
電解電流、電位が決める電流 |
反応速度と電流の関係を理解する。
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| 7週 |
電解電流、物質輸送が決める電流 |
拡散を理解する。
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| 8週 |
電流のまとめ |
反応、拡散をまとめて理解する。
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| 4thQ |
| 9週 |
電極電位で起こる現象 |
電極形状と電子授受機構を理解する。
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| 10週 |
電解液、デバイ－ヒュッケルの指揮 |
電解液と導電率を理解する。
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| 11週 |
固体電解質、導電率とキャリアー |
ネルンスト－アィンシュタイン式を理解する。
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| 12週 |
電池の構成、ニッケル水素電池、燃料電池 |
電池構成と各材料特性を理解する。（１）
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| 13週 |
光と電池、太陽電池 |
電池構成と各材料特性を理解する。（２）
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| 14週 |
材料と電気化学、メッキ |
各種メッキ法とその応用
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| 15週 |
試験 |
試験
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| 16週 |
電気化学の総まとめ |
電気化学の将来性について
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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 | 化学(一般) | 化学(一般) | ダニエル電池についてその反応を説明できる。 | 5 | 後12 |
| 鉛蓄電池についてその反応を説明できる。 | 5 | 後12 |
| 一次電池の種類を説明できる。 | 5 | 後12 |
| 二次電池の種類を説明できる。 | 5 | 後11,後12,後13 |
| 電気分解反応を説明できる。 | 5 | 後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7,後9 |
| 電気分解の利用として、例えば電解めっき、銅の精錬、金属のリサイクルへの適用など、実社会における技術の利用例を説明できる。 | 5 | 後14 |
| ファラデーの法則による計算ができる。 | 5 | 後5,後10 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |