到達目標
1.純物質の状態図（P-V, P-T）を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。
2.相平衡、化学平衡の原理と応用を理解できる。
3.反応速度の定義を理解して、実験的決定法を説明できる。
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 | 純物質の状態図（P-V, P-T）を理解して、蒸気圧曲線を説明できて、応用できる。 | 純物質の状態図（P-V, P-T）を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。 | 純物質の状態図（P-V, P-T）を理解して、蒸気圧曲線を説明できない。 |
| 評価項目2 | 相平衡、化学平衡の原理と応用を理解できて、応用できる。 | 相平衡、化学平衡の原理と応用を理解できる。 | 相平衡、化学平衡の原理と応用を理解できない。 |
| 評価項目3 | 反応速度の定義を理解して、実験的決定法を説明できて、応用できる。 | 反応速度の定義を理解して、実験的決定法を説明できる。 | 反応速度の定義を理解して、実験的決定法を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解決できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SC① 専門工学の実践に必要な知識を深め、実験や実習を通じて、問題解決の経験を積む。
教育方法等
概要:
物理化学を学習するうえで重要な化学平衡、相平衡、反応速度論について、演習問題を中心に数理的取り扱いの理解を深め、必要に応じて補足説明を行う。
授業の進め方・方法:
授業時間毎に演習問題を課し、授業時に学生に解説を求める。
注意点:
「応用化学演習」の関連科目として、「物理化学」、「化学工学」、「分析化学」、「無機化学」、「物質化学演習Ⅲ」があり、その科目を復習しておくことにより授業内容をよく理解することができる。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
純物質の相平衡 |
・純物質の状態図を理解し、蒸気圧曲線を説明できる。
|
| 2週 |
相転移の熱力学 |
・ギブズの相律、自由度を理解している。
|
| 3週 |
純物質の相図 |
・相図の相境界線とクラペイロンの式の関係を説明できる。
|
| 4週 |
混合物の熱力学的記述 |
・化学ポテンシャル（部分モルギブズエネルギー）を理解している。
・ラウールの法則、ヘンリーの法則を理解している。
|
| 5週 |
束一的性質、混合物の相図 |
・束一的性質（沸点上昇、凝固点降下など）について説明できる。
|
| 6週 |
圧平衡定数と濃度平衡定数、化学平衡と自由エネルギー |
・反応ギブズエネルギーの意味を理解している。
・反応比、平衡定数をを理解し、求めることができる。
|
| 7週 |
平衡定数の温度依存性など。 |
・ルシャトリエの原理を理解し、平衡の移動を説明できる。
|
| 8週 |
中間試験 |
・1～7週までの内容を網羅した試験により、授業内容の定着を図る。
|
| 2ndQ |
| 9週 |
プロトン移動平衡、塩の水溶液、溶解度平衡 |
・酸・塩基平衡を説明し、共役酸・共役塩基を示すことができる。
・酸・塩基平衡定数を用いて、溶液のpHを計算できる。
|
| 10週 |
反応速度の定義と速度則 |
・反応速度の定義を理解している。
|
| 11週 |
反応次数、素反応 |
・反応速度式、速度定数、反応次数について理解している。
|
| 12週 |
定常状態近似 |
・半減期を説明できる。
・与えられた実験データから、速度定数、反応次数を求めることができる。
|
| 13週 |
律速段階近似 |
・平衡反応における平衡時の濃度を求めることができる。
|
| 14週 |
逐次反応 |
・定常状態近似法を用いて多段階反応の速度定数を求めることができる。
・ミカエリスメンテン機構における、生成物の速度式を導くことができる。
|
| 15週 |
定期試験 |
・8～15週までの内容を網羅した試験により、授業内容の定着を図る。
|
| 16週 |
定期試験内容についての解説 |
・定期試験の内容を理解する。
|
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 | 電離平衡と活量について理解し、物質量に関する計算ができる。 | 4 | |
| 溶解度・溶解度積について理解し必要な計算ができる。 | 4 | |
| 沈殿による物質の分離方法について理解し、化学量論から沈殿量の計算ができる。 | 4 | |
| 強酸、強塩基および弱酸、弱塩基についての各種平衡について説明できる。 | 4 | |
| 強酸、強塩基、弱酸、弱塩基、弱酸の塩、弱塩基の塩のpHの計算ができる。 | 4 | |
| 緩衝溶液とpHの関係について説明できる。 | 4 | |
| 陽イオンや陰イオンの関係した化学反応について理解し、溶液中の物質の濃度計算(定量計算)ができる。 | 4 | |
| 中和滴定についての原理を理解し、酸及び塩基濃度の計算ができる。 | 4 | |
| 物理化学 | 純物質の状態図(P-V、P-T)を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。 | 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 | |
| 束一的性質を説明できる。 | 4 | |
| 蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。 | 4 | |
| 凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 反応速度の定義を理解して、実験的決定方法を説明できる。 | 4 | |
| 反応速度定数、反応次数の概念を理解して、計算により求めることができる。 | 4 | |
| 微分式と積分式が相互に変換できて半減期が求められる。 | 4 | |
| 連続反応、可逆反応、併発反応等を理解している。 | 4 | |
| 律速段階近似、定常状態近似等を理解し、応用できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 小テスト等 | 演習・レポート | 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 |