2020年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 物理化学・化学工学実験 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 萩原・赤澤 他 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3･4･5 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E13T |
| クラス | 後期後半 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 物理化学・化学工学実験では,物質の状態と物性,物質収支,流体輸送実験に関する基礎的な実験を通して,物性測定や化学プロセスに共通する物理的操作および各測定データの解析についての理解を深め，併せて各種理論の実際問題への生きた適用法を十分把握することを目的としている。そのために実験課題に応じた準備,綿密な実験計画,注意深い実験操作と観察等実験に対する取り組み方を学習すると共に,的確なデータ解析に基づいた思慮深い考察を通して,自然界の諸法則を実験によって検証し,その摂理の理解を深めることができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
実験講義および解析日はメディアを利用して行う 実験実習は対面実験にて行う |
| 履修条件 | 物理化学・化学工学の初歩的な知識を有することが望ましい。例えば、基礎化学工学, 熱力学および物理化学IIを履修していることが望ましい．また、後学期設置の化学Ⅱ, 物理化学Ⅰを履修すると実験内容の理解が深まるため、履修を勧める. |
授業計画
| 第1回 | 実験を安全に行うために・物理化学・化学工学実験の流れ（メディア利用） 【事前学習】シラバスをよく読むこと 【事後学習】実験を安全に行うためにするべきことを予習ノートに記載すること 化学工学実験講義(流体輸送)（メディア使用） 【事前学習】配布されたテキストをよく読むこと 【事後学習】化学工学系実験に関する予習ノートの作成 |
|---|---|
| 第2回 | 流体輸送 -円管内流体の圧力損失-（対面実験） 【事前学習】レイノルズ数と摩擦係数の関係図を両対数グラフにて作図すること 【事後学習】得られたデータを解析に使用できるようにまとめること |
| 第3回 | データ解析（流体輸送 -円管内流体の圧力損失-）（メディア使用） 【事前学習】レイノルズ数と摩擦係数の関係図に実験データをプロットすること 【事後学習】得られたデータを用いてレポートを提出すること |
| 第4回 | 化学工学実験講義(単蒸留)（メディア使用） 【事前学習】配布されたテキストをよく読むこと 【事後学習】化学工学系実験に関する予習ノートの作成 |
| 第5回 | 物質収支 -単蒸留-（対面実験） 【事前学習】メタノールの液相組成と密度, 気相組成を基にしたグラフを作図すること. 単蒸留を行う際の注意点を予習ノートにまとめること 【事後学習】得られたデータをまとめておくこと |
| 第6回 | データ解析（物質収支 -単蒸留-）（メディア使用） 【事前学習】レイリーの式から理論的な留出液の液相組成を算出すること 【事後学習】得られたデータを用いてレポートを提出すること |
| 第7回 | 物理化学系実験の講義(液体の密度, 液体の屈折率)（メディア使用） 【事前学習】配布されたテキストをよく読むこと 【事後学習】物理化学系実験に関する予習ノートの作成 |
| 第8回 | 液体の密度（対面実験） 【事前学習】使用する液体(メタノール, エタノール)の物理化学的な性質を調べておくこと 【事後学習】割合の違いによってどのように変化するかを考察すること 液体の屈折率（対面実験） 【事前学習】使用する液体(メタノール, エタノール)の物理化学的な性質を調べておくこと 【事後学習】原子屈折を二種の液体について計算すること |
| 第9回 | データ解析(液体の密度, 液体の屈折率)（メディア使用） 【事前学習】グラフを作図し, それぞれの違いについて考察すること 【事後学習】解析後のデータをもとにレポートを作成し、提出すること |
| 第10回 | 物理化学系実験の講義(気体の密度)（メディア使用） 【事前学習】配布されたテキストをよく読むこと 【事後学習】物理化学系実験に関する予習ノートの作成 |
| 第11回 | 気体の密度（対面実験） 【事前学習】使用する気体(ヘリウム, 窒素, 二酸化炭素)の分子量を調べておくこと 【事後学習】グラハムの分散の法則に基づき, 実験上での分子量を計算しておくこと |
| 第12回 | データ解析（気体の密度）（メディア使用） 【事前学習】理論値と実験値の差について検討すること 【事後学習】解析後のデータをもとにレポートを作成し、提出すること |
| 第13回 | 物理化学系実験の講義(1次反応)（メディア使用） 【事前学習】配布されたテキストをよく読むこと 【事後学習】物理化学系実験に関する予習ノートの作成 |
| 第14回 | 反応速度（１次反応）（対面実験） 【事前学習】使用する試薬(糖, 塩酸)の物理化学的な性質を調べておくこと。旋光度とは何かを調べること 【事後学習】比旋光度と時間の関係の対数グラフを作成すること |
| 第15回 | データ解析(1次反応)（メディア使用） 【事前学習】速度定数を各温度で求め、それらを使用してアレニウスプロットによる作図を行い, 活性化エネルギーと頻度因子を計算するための準備をすること 【事後学習】解析結果をまとめてレポートとして提出すること |
その他
| 教科書 |
テキストは一回目に配布します
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| 参考書 |
大月穣，青山忠，浮谷基彦，遠山岳史，松田弘幸 他 『理工系のための化学実験 －基礎化学からバイオ・機能材料まで』 共立出版 2016年 第1版
小嶋和夫, 越智健二, 本郷尤, 加藤昌弘, 鈴木功, 栃木勝己 『入門化学工学』 培風館 1996年 第2版
真下清, 鈴鹿敢, 沼田靖, 山田和典 『物理化学入門』 東京教学社 2007年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
実験への取り組み状況50％，レポート50％ |
| 質問への対応 | 口頭またはメール |
| 研究室又は 連絡先 |
上條治夫:kamijou.haruo＠nihon-u.ac.jp 萩原俊紀:hagiwara.toshiki＠nihon-u.ac.jp 赤澤寛行:akazawa.hiroyuki＠nihon-u.ac.jp * ＠は@と読み替えてください |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 12:10 ～ 13:20 萩原俊紀,8号館837号室
月曜 船橋 12:10 ～ 13:20 赤澤寛行,8号館835A号室
木曜 船橋 12:10 ～ 13:20 上條治夫,8号館837号室
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| 学生への メッセージ |
積極的に質問してください <参考>令和元年度生命・物質化学科設置時成績分布 受講生３２名 (S 6%, A 44%, B 28%, C 16%, D 6%) 日本大学理工学部物質応用化学科編入予定者は必ず履修すること |