2017年 理工学部 シラバス - 土木工学科
設置情報
| 科目名 | 基礎化学実験 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 土木工学科 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 伊藤・小泉 他 | 履修期 | 年間 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜1･2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | A51B |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 目前の化学現象に対する観察力を十分に養う。さらに、物質の変化や性質を原子、分子、イオン（ひいては電子状態）のミクロな視点と、物質が集団として振舞う巨視的な理解の両面から現象を思考する力を身につけることを目標とする。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
毎回、実験の内容および操作を説明した後、１人または２人１組にて行う。 各実験はそれぞれの内容によって819、826、829の各実験室にて実施する。 |
| 履修条件 | 基礎教育科目・選択科目。年間隔週にて行う。 高校「化学」の履修経験が無い場合でも、対応できる科目である。 |
授業計画
| 第1回 | 履修内容の説明、実験内容の説明と諸注意 １）水溶液中に含まれる陽イオンの検出、２）香り成分(カルボン酸エステル)の合成 2テーマ シラバスの内容を確認してから授業に臨むこと。 |
|---|---|
| 第2回 | １）水溶液中に含まれる陽イオンの検出 試料溶液中に、どのような陽イオンが存在するかを確認する実験を陽イオンの定性分析とい う。多くの陽イオンを定性分析の体系にしたがって系統的に分離・処理し、検出・確認する方 法である。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第3回 | ２）香り成分(カルボン酸エステル)の合成 酸の-OHを-OR（R:アルキル基）で置換した化合物はエステルと呼ばれ、自然界には、果実の香り成分、細胞組織、エネルギー物質などとして広く分布している。また、それぞれの用途に応じた合成品は、有機溶媒、加工食品中の油脂、香料成分、爆薬、高分子の可塑剤、帯電防止剤他、幅広く利用されており、この反応は重要な化学反応の一つである。ここでは、グリーンケミストリー的な観点から硫酸水素カリウムを触媒として、有機酸であるカルボン酸(R-COOH)とアルコール(R'-OH)から脱水縮合しカルボン酸エステル(R-COOR')を合成する。さらに、薄相クロマトグラフィー(TLC)を用いて香気性を示すエステル化合物を確認・同定する手法も取得する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第4回 | 実験内容の説明と諸注意 ３）容量分析（中和滴定） ～ ５）反応速度の測定 ３テーマ テキスト内容を確認してから授業に臨むこと。 |
| 第5回 | ３）有機化合物の抽出 抽出、分離の目的は特定成分をいかに高収率に分離し、かつ高純度に精製することである。ここでは、カフェインを紅茶から高収率、かつ迅速に簡単な操作により分離精製する実験を行う。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第6回 | ４）容量分析（中和滴定） 試料中の成分の量を知るために、これと反応する濃度既知の溶液（標準溶液という）を用い てその量的関係から成分量を求める方法である。ここでは中和反応を利用して、以下の２種類 の溶液を定量する。 ａ）水酸化ナトリウムの定量 ｂ）水酸化ナトリウムおよび炭酸ナトリウム混合溶液の定量 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第7回 | ５）反応速度の測定 反応速度と反応機構との間には密接な関係がある。ここでは、ヨウ素酸カリウム水溶液と亜硫酸水素ナトリウム水溶液との反応を行う。コンピュータを利用して反応速度と濃度との関係 について解析し、反応機構を理解する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第8回 | 実験内容の説明と諸注意 ６）凝固点降下の測定 ～ １１）化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の測定 ５テーマ テキスト内容を確認してから授業に臨むこと。 |
| 第9回 | ６）凝固点降下の測定 溶液の凝固点が溶媒の凝固点よりも低くなる現象を凝固点降下という。ここでは尿素水溶液 （非電解質）と塩化ナトリウム水溶液（電解質）の凝固点を測定し、溶媒（水）の凝固点から それぞれの凝固点降下度を求める。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第10回 | ７）金属の腐食とイオン化傾向 金属の化学的性質とイオン化傾向との間には密接な関係があり、材料学的な立場から見れば 、イオン化傾向の小さな金属ほど腐食されにくい。この現象を鉄、銅、鉛、ニッケル、アルミ ニウムについて実際に実験し、観察する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。 実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第11回 | ８）セッコウの水和反応 無機工業材料と称するものはきわめて多種多様であるが、本実験では可溶性無水セッコウおよび焼セッコウの二種類を選び、これらの水和反応および凝結に対する添加物の影響に関して水和熱を通して検討する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第12回 | ９）高分子の合成（付加重合と縮合重合） 有機材料として高分子化合物（プラスチック）は種類により様々の特徴を持ち、多方面に利 用され我々の生活に深く関わっている。ここでは付加重合としてアクリルアミドの重合、さら に縮合重合としてナイロンの合成を行うことにより、それらの物性を観察する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第13回 | １０）水の硬度（キレート滴定） キレート滴定法を用いて水中のＣａ2+とＭｇ2+の定量を行うことにより水の硬度を測定する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第14回 | １１）化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の測定 水質汚濁の原因物質による汚濁量を知るために、ここではＣＯＤを測定する。実際に、河川または湖沼の水を使用してその水が環境基準に適合するかどうかを実験する。 予習レポート（２項目：目的・操作）を作成し、事前に内容を予習しておく。実験後に、テキストや実験報告書を含む内容について、各自あるいは学生間で確認して理解を深める。 |
| 第15回 | １２）安全教育および総合演習 化学物質がおよぼす危険性について事前に予習しておく。 安全に化学物質を取り扱うこと、物質の三態ごとに特に注意すべき事項など、演習で取り組んだ範囲を含めて各自あるいは学生間で確認する。 |
その他
| 教科書 |
実験テキストは4月第1週ガイダンス時に無償配布する。
安全メガネは貸与する。
白衣は各自で準備して下さい。
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
実習（60％）およびレポート（40％）により評価する。 |
| 質問への対応 | 授業中および授業終了後 |
| 研究室又は 連絡先 |
A：伊藤(811)・小泉(824)・大宅(814)， B : 伊藤(811)・小泉(824)・大宅(814)， C : (前期) 村上(821)・米田(812)・三五(822)，（後期） 米田(812)・伊藤(811)・小泉(824)． 連絡先：jikken@chem.ge.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
金曜 船橋 12:10 ～ 13:20 各担当者研究室
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| 学生への メッセージ |
第1回目の受講場所等は掲示にて指示しますので、掲示板[（船）14号館1階、（船）中央門、（船）西門、（駿）1号館1階]にて確認して下さい。 4月第1週に配布したテキストを初回時に持参して下さい。 |