到達目標
以下に示す3項目について修得する. (1) 基本的な電気化学的な系と現象について用語とそれらの定義を理解し、電極反応式を用いて説明できる。 (2) 電極反応について、その速度と電流の関係を定量的あるいは反応機構的に説明できる。 (3) 平衡電極電位と起電力について、種々の電極について取り扱い、説明することができる。
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 |
1.基本的な電気化学的な系と現象について用語とそれらの定義を理解し、電極反応式を用いて説明できる。 | ☐電気化学的な系と現象について用語とそれらの定義を理解し、電極反応式を用いて詳細な説明できる。 | ☐基本的な電気化学的な系と現象について用語とそれらの定義を理解し、電極反応式を用いて説明できる。 | ☐基本的な電気化学的な系と現象について用語とそれらの定義を理解し、電極反応式を用いて説明できない。 |
2.電極反応について、その速度と電流の関係を定量的あるいは反応機構的に説明できる。 | ☐電極反応について、その速度と電流の関係を定量的あるいは反応機構的に説明でき、得られた結果を考察できる。 | ☐電極反応について、その速度と電流の関係を定量的あるいは反応機構的に説明できる。 | ☐電極反応について、その速度と電流の関係を定量的あるいは反応機構的に説明できない。 |
3.平衡電極電位と起電力について、種々の電極について取り扱い、説明することができる。 | ☐平衡電極電位と起電力について、種々の電極について取り扱い、説明することができ、得られた結果を考察できる。 | ☐平衡電極電位と起電力について、種々の電極について取り扱い、説明することができる。 | ☐平衡電極電位と起電力について、種々の電極について取り扱い、説明することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標(本科のみ)】 3
説明
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教育方法等
概要:
本科課程における物理化学系科目のまとめのひとつとして、今日、基礎科学でも応用科学でも重要な役割を果たしている電気化学を学ぶ。学習の主題は、(1)化学エネルギーと電気エネルギーの相互変換、(2)電極反応、(3)電極/溶液(固液)界面の構造、(4)電解質溶液内でのイオンの移動である。これらについて基本的な事柄を学習することで、電池に留まらず、機能材料の合成、生体内現象の解釈、分析・計測への応用を電子移動という観点から理解する。
授業の進め方・方法:
授業は講義を中心に実施し、適宜学習内容に関して課題を与える。
注意点:
1.評価については、評価割合に従って行います。ただし、適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。
2.中間試験を授業時間内に実施することがあります。
3.この科目は学修単位科目であり、1単位あたり15(30)時間の対面授業を実施 します。併せて1単位あたり30(15)時間の事前学習・事後学習が必要となります。
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 |
授業概要・目標、スケジュール、評価方法と基準、化学反応と電気 |
電気化学反応の概要を説明できる。
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2週 |
電池の放電と充電 |
電池の放電と充電について説明できる。
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3週 |
電極反応と標準電位 |
電極反応と標準電位について説明できる。
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4週 |
水の電気分解 |
水の電気分解について説明できる。
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5週 |
電極反応速度と電流 |
電極反応速度と電流について説明できる。
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6週 |
電極反応速度定数の電極電位依存性 |
電極反応速度と電極電位の関係を説明できる。
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7週 |
演習 |
これまでの授業内容について説明できる。
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8週 |
電気二重層と電極反応機構 |
電気二重層と電極反応機構について説明できる。
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2ndQ |
9週 |
電極反応の解析 |
電極反応の解析について説明できる。
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10週 |
電池の起電力 |
電池の起電力について説明できる。
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11週 |
溶液内の平衡と起電力 |
溶液内の平衡と起電力について説明できる。
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12週 |
種々の電極の平衡電極電位 |
種々の電極の平衡電極電位について説明できる。
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13週 |
溶液の電気伝導率 |
溶液の電気伝導率について説明できる。
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14週 |
電解質の伝導率と濃度/イオンの移動度と濃度依存性 |
電解質の伝導率と濃度およびイオンの移動度と濃度依存性について説明できる。
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15週 |
演習 |
これまでの授業内容について説明できる。
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16週 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 物理化学 | 電池反応と電気分解を理解し、実用例を説明できる。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10 |
評価割合
| 筆記試験 | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 80 | 20 | 100 |