機器分析

科目基礎情報

学校	新居浜工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	機器分析
科目番号	140407	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	生物応用化学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	入門機器分析化学　　庄野利之、脇田久伸　編著　　（三共出版）
担当教員	桑田 茂樹

到達目標

1. 波としての光の性質を理解できること。
2. 吸光分析（Lambert-Beerの法則の誘導）、発光分析の原理を理解できること。
3. 水溶液の電気的性質を理解し、当量導電率の概念を理解できること。
4. 化学電池の電位発生のメカニズムを理解し、理論的な電位の計算ができること。
5. カラム分離の原理を理解できること。
6. 分離分析の代表例であるガスクロマトグラフ装置の原理と分析法を理解できること。
7. X線の性質を理解し、回折分析（Braggの式）の原理を理解できること。
8. 熱分析（TG, DTA, DSC）の原理を理解し、分析結果から分解過程を考察できること。

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
到達目標1	電磁波全体の波長領域を理解し、各電磁波の特徴が説明できる。	可視光線の波長領域と性質（分光や透過等）について説明できる。	可視光線の波長領域と性質（分光や透過等について説明できない。
到達目標2	吸光・発光の原理が説明でき、透過度・吸光度からLambert-Beerの法則の式が誘導できる。また、Lambert-Beerの法則の式を用いた計算もできる。	Lambert-Beerの法則の式を用いた計算ができる。また、発光分析の原理も説明できる。	Lambert-Beerの法則の式を用いた計算ができない。また、発光分析の原理も説明できない。
到達目標3	水溶液の電気的性質を理解し、当量導電率の概念を理解できる。導電率滴定の滴定曲線の概略図の推測もできる。	水溶液の電気的性質を理解し、当量導電率の概念を理解できる。	水溶液の電気的性質を理解し、当量導電率の概念を理解できない。
到達目標4	化学電池の電位発生のメカニズムを理解し、Nernst式を用いた理論的な電位の計算ができる。また、各種電池の起電力の計算もできる。	化学電池の電位発生のメカニズムを理解し、Nernst式を用いた理論的な電位の計算ができる。	化学電池の電位発生のメカニズムを理解し、Nernst式を用いた理論的な電位の計算ができない。
到達目標5	バッチ法の原理を理解し、カラム分離の原理（移動速度、カラムの必要長さ等）が説明できる。分配係数(K)、容量比(k')、保持時間(tR)、理論段数(N)、理論段高さ(H)、分離度(Rs)等の関係式の説明もできる。	バッチ法の原理を理解し、カラム分離の原理（移動速度、カラムの必要長さ等）が説明できる。	バッチ法の原理を理解し、カラム分離の原理（移動速度、カラムの必要長さ等）が説明できない。
到達目標6	分離分析の代表例であるガスクロマトグラフ装置の原理と分析法を理解できる。実際の定性分析（保持時間、保持容量の違い）や定量法（半値幅法、切り抜き法等）の説明もできる。	分離分析の代表例であるガスクロマトグラフ装置の原理と分析法を説明できる。	分離分析の代表例であるガスクロマトグラフ装置の原理と分析法を説明できない。
到達目標7	X線の性質を理解し、回折分析（Braggの式）の原理を説明できる。また、蛍光Ｘ線分析やＸ線吸収分析等の原理も説明できる。	X線の性質を理解し、回折分析（Braggの式）の原理を説明できる。	X線の性質を理解し、回折分析（Braggの式）の原理を説明できない。
到達目標8	熱分析（TG, DTA, DSC）の原理が説明でき、分析結果から分解過程を考察できること。また、物質の熱分解過程の推測もできる。	熱分析（TG, DTA, DSC）の原理を理解し、分析結果から分解過程を考察できる。	熱分析（TG, DTA, DSC）の原理を理解し、分析結果から分解過程を考察できない。

学科の到達目標項目との関係

専門知識 (B)

教育方法等

概要:

各種機器分析法について、その理論と原理、分析方法を解説する。特に、理論、原理の理解に重点を置く。

授業の進め方・方法:

各種機器分析法の説明の前に基礎知識（物理、化学等）の確認のためのプリントを配布する。また、解説終了後に理論と原理の理解を確認できる演習プリントを配布する。機器分析実験と並行して講義を進めることにより、理解度の向上を計る。

注意点:

機器分析化学は現代の科学産業を支えている非常に大切な学問である。特に化学関連の企業等に就職した場合には最も身近で、装置を触れる機会も多い。機器の原理を物理・数学・化学の基礎知識に基づいて理解することが大切である。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	光の性質（波、粒子）とエネルギー、波長の関係	1
		2週	吸光分析の原理（ランベルト－ベールの法則）	2
		3週	吸光光度計の装置の概要	2
		4週	原子吸光分析の原理	2
		5週	原子吸光分析装置の概要	2
		6週	発光分析の原理	2
		7週	その他の光分析法（蛍光、赤外、ラマンスペクトル）	2
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	テスト返却と解説と水溶液の電気的特性	3
		10週	当量電導度の定義	3
		11週	導電率滴定の原理	3
		12週	電解分析法の概要	3
		13週	電極電位（Nernst式の誘導）	4
		14週	電位差滴定の原理、ポーラログラフィー、サイクリックボルタンメトリ	4
		15週	試験範囲の内容の再解説と演習
		16週	期末試験
後期
	3rdQ
		1週	クロマトグラフィー:分類と基礎	5
		2週	クロマトグラフィー:定性分析と定量分析	5
		3週	クロマトグラフィー:カラム分離の理論	5
		4週	クロマトグラフィー:ガスクロマトグラフィーの原理（分配クロマトグラフィーを主に）	6
		5週	クロマトグラフィー:ガスクロマトグラフ装置の構造と分析法（ピーク面積、半値幅等）	6
		6週	クロマトグラフィー:高速液体クロマトグラフィー	5
		7週	その他のクロマトグラフィー：吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー、ペーパークロマトグラフィー	5
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	テスト返却と解説、X線分析法:X線の性質、装置の概要	7
		10週	X線分析法:X線回折分析、結晶構造	7
		11週	X線分析法:蛍光X線分析法	7
		12週	NMR、ESR、微少領域分析法:走査型電子顕微鏡（SEM）、電子線マイクロアナライザー（EPMA）の分析原理	7
		13週	熱分析法:熱重量測定（TG）、示差熱分析（DTA）、示差走査熱量測定（DSC）	8
		14週	熱分析結果の解析	8
		15週	試験範囲の内容の再解説と演習
		16週	期末試験

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	分析化学	光吸収について理解し、代表的な分析方法について説明できる。	4
				Lambert-Beerの法則に基づく計算をすることができる。	4
				イオン交換による分離方法についての概略を説明できる。	4
				溶媒抽出を利用した分析法について説明できる。	4
				無機および有機物に関する代表的な構造分析、定性、定量分析法等を理解している。	4
				クロマトグラフィーの理論と代表的な分析方法を理解している。	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	80	0	0	0	0	20	100
基礎的能力	30	0	0	0	0	10	40
専門的能力	50	0	0	0	0	10	60
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0