概要:
物理化学および化学工学における基本的な実験操作およびデータ処理法を修得し，それぞれの理論について学ぶ。
第１週から８週において、ものづくりの現場で実務経験のある教員によって，実際に化学工場や研究所といった職場内での実務や製品の機能性そのもの等に活かされている物理化学の原理的な側面を解説することで，実務で幅広く活用できる能力を養成する。
授業の進め方・方法:
前半は物理化学実験を行い，後半は化学工学実験を行う。
実験テーマ毎にグループに分かれて、実験を実施する。
注意点:
全てのレポートが提出されている場合を合格とする。平素の学習状況（実験の予習・準備及び取り組み姿勢，実験技術の修得度）30%，レポート70%の割合で総合的に評価する。技術者が身につけるべき専門基礎として，到達目標に対する達成度を，実験技術や実験結果をレポートとして論理的に記述できる能力等により総合的に評価する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
１．実験ガイダンスおよび実験器具・装置の準備・点検 |
実験器具・測定装置の組み立てと取扱ができる。
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| 2週 |
２． 物理化学実験
(1) 液体および固体の密度・粘度測定 |
液体および固体の密度と粘度を正確に測定し，物性評価が出来る。
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| 3週 |
(2) 固体の溶解度測定 |
ある温度における電解質の溶解度を実験によって求めることが出来る。
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| 4週 |
(3) 一次反応の反応速度測定
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化学反応の時間的変化を測定し，反応速度定数および活性化エネルギーを求めることが出来る。
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| 5週 |
(4) 溶液の沸点上昇による分子量の測定 |
溶液のもつ束一的性質から，溶質の分子量を求めることめることができる
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| 6週 |
(5) 溶液および水の分解電圧測定
(6)電池の起電力測定 |
電解質溶液および水の分解電圧を測定し，過電圧について説明ができる。またダニエル電池および濃淡電池の起電力が測定できる。
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| 7週 |
(7) 吸着平衡の測定
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吸着実験により吸着等温曲線を作成し，吸着等温式から吸着現象を考察する。
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| 8週 |
(8) 溶解熱の測定 |
電解質の溶解による温度上昇から溶解熱を求めることができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
３．化学工学実験
(1) 平衡蒸留蒸留 |
メタノール・水２成分系の平衡蒸留を行い，気液平衡曲線が作成できる。
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| 10週 |
(2) 単蒸留 |
メタノール・水２成分系の単蒸留を行い，蒸留前後の物質収支が計算できる。
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| 11週 |
(3) 充填塔によるメタノール・水系の蒸留 |
充填塔によるメタノール・水２成分系の蒸留を行い，蒸留前後の物質収支が計算できる。
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| 12週 |
(4) 流体輸送 |
流体輸送の理論を理解し，直管の摩擦係数，エルボのエネルギー損失，オリフィスの流量係数，管の急拡大損失が計算できる。
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| 13週 |
(5) 熱伝導 |
熱伝導率測定装置を用いて，温度計瀉法により金属の熱伝導率を測定できる。
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| 14週 |
(6) 強制対流伝熱 |
二重管式熱交換器の理論を理解し，熱エネルギー収支を計算できる。
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| 15週 |
(7) 拡散 |
フィックの法則および蒸発法による拡散係数の測定法を理解し，空気中のエーテルの拡散係数を求めることができる。
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| 16週 |
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| 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 | 工学基礎 | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 工学実験技術(各種測定方法、データ処理、考察方法) | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 4 | 後1 |
| 実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 4 | 後1 |
| 実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 4 | 後1 |
| 実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 4 | 後1 |
| 実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 4 | 後1 |
| 実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 4 | 後4,後7 |
| 実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 4 | |
| 実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 4 | 後1 |
| 個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 4 | 後1 |
| 共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 4 | 後1 |
| レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 4 | 後1 |
| 専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 化学・生物系分野【実験・実習能力】 | 物理化学実験 | 温度、圧力、容積、質量等を例にとり、測定誤差(個人差・器差)、実験精度、再現性、信頼性、有効数字の概念を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 各種密度計(ゲールサック、オストワルド等)を用いて、液体および固体の正確な密度を測定し、測定原理を説明できる。 | 4 | 後1,後2 |
| 粘度計を用いて、各種液体・溶液の粘度を測定し、濃度依存性を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 熱に関する測定(溶解熱、燃焼熱等)をして、定量的に説明できる。 | 4 | 後8 |
| 分子量の測定(浸透圧、沸点上昇、凝固点降下、粘度測定法等)により、束一的性質から分子量を求めることができる。 | 4 | 後5 |
| 相平衡(液体の蒸気圧、固体の溶解度、液体の相互溶解度等)を理解して、平衡の概念を説明できる。 | 4 | 後3,後7 |
| 基本的な金属単極電位(半電池)を組み合わせ、代表的なダニエル電池の起電力を測定できる。また、水の電気分解を測定し、理論分解電圧と水素・酸素過電圧についても説明できる。 | 4 | 後6 |
| 反応速度定数の温度依存性から活性化エネルギーを決定できる。 | 4 | 後4 |
| 化学工学実験 | 流量・流速の計測、温度測定など化学プラント等で計測される諸物性の測定方法を説明できる。 | 4 | |
| 液体に関する単位操作として、特に蒸留操作の原理を理解しデータ解析の計算ができる。 | 4 | |
| 流体の関わる現象に関する実験を通して、気体あるいは液体の物質移動に関する原理・法則を理解し、物質収支やエネルギー収支の計算をすることができる。 | 4 | |