量論化学工学Ⅰ (L52M)

日本大学理工学部

2021年理工学部シラバス - 物質応用化学科

設置情報

科目名	量論化学工学Ⅰ
設置学科	物質応用化学科	学年	2年
担当者	栗原　清文	履修期	前期
単位	2	曜日時限	金曜2
校舎	駿河台	時間割CD	L52M
クラス	A 、 B
履修系統図	履修系統図の確認

概要

学修到達目標	「基礎物理化学」において講義した「化学プロセスの意義や内容」，また「化学プロセスにおける物質の状態と物性との関係」を踏まえて，幾つかの化学プロセスをめぐる物質の出入量の計算法を，演習を通じて理解し，化学技術者にとって最も重要な物質収支の考え方を学ぶ．具体的な到達目標は次のようである． 1．物質収支の基本的な考え方を理解し，説明することができる（20％）. 2．物理的操作をめぐるプロセスに物質収支を適用し，未知量を求めることができる(40%）. 3．化学反応操作を含むプロセスに物質収支を適用し，未知量を求めることができる（40%）
授業形態及び授業方法	本科目の履修者は全15回の講義中，7回を対面授業で，8回をZoomを利用したオンライン授業で行うハイブリッド型で講義を受講する．なお，Zoomを利用したオンライン授業では，講義内容によって，対面授業をWebカメラで撮影し，それをZoomを用いて同時配信する授業回と，Power Pointを使用してスライドショーしたスライドをZoomで画面共有して講義する授業回を使い分けることにする．また，第1回目の講義は履修者全員がPower Pointを使用してスライドショーしたスライドをZoomで画面共有して講義するオンライン授業を受講する．
履修条件	基礎物理化学を修得していることが望ましい．

授業計画

第1回	講義のガイダンスとして，復習も兼ねて化学プロセスとは何か，化学技術の役割，化学プロセスにおける物質収支の重要性などを概説する．合わせて，物質収支の考え方と収支計算の手順について説明する．【予習】シラバスの内容を確認の上，授業に出席すること（20分）．【復習】授業後は，その日のうちに授業中に説明した化学技術の役割，化学プロセスにおける物質収支の重要性十分に復習し（教科書P.13～15），理解を深めてください（120分以上）．
第2回	物理的操作の物質収支の第1回目として，例題2.3を用いて，混合プロセスにおける物質収支を説明する．また，例題2.3の理解度を確認するため，例題2.3を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.15～17を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は，例題2.3について十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.3を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第3回	物理的操作の物質収支の第2回目として，例題2.4を用いて，蒸発プロセスにおける物質収支を説明する．また，例題2.4の理解度を確認するため，例題2.4を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.17，18を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は，例題2.4について十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.4を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第4回	物理的操作の物質収支の第3回目として，蒸留プロセスにおける物質収支の説明を，例題2.5を用いて行う．また，例題2.5の理解度を確認するため，例題2.5を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.18，19を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は例題2.5および演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.5および演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第5回	物理的操作の物質収支の演習1として，蒸留プロセスに関する演習（演習問題2.4）を行う．なお，演習1の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，蒸留プロセスに関する教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第6回	物理的操作の物質収支の演習2として，蒸発プロセスに関する演習（演習問題2.3）を行う．なお，演習2の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，蒸発プロセスに関する教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第7回	物理的操作の物質収支の演習3として，混合プロセスに関する演習（演習問題2.2）を行う．なお，演習3の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，混合プロセスに関する教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第8回	化学反応操作をともなう物質収支の第1回目として，化学量論，限定反応物と過剰反応物の取り扱いとその物質収支を，例題2.6を用いて説明する．また，例題2.6の理解度を確認するため，例題2.6を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.19～21を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は，例題2.6について十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.6を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第9回	化学反応操作をともなう物質収支の第2回目として，燃焼プロセスをともなう物質収支を例題2.7を用いて説明する．また，例題2.7の理解度を確認するため，例題2.7を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.21～23を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は，例題2.7について十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.7を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第10回	化学反応操作をともなう物質収支の第3回目として，リサイクルプロセスをともなう物質収支を例題2.8を用いて説明する．また，例題2.8の理解度を確認するため，例題2.8を改めて各自解きなおして，それをレポートにまとめて提出する．なお，レポートの解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】シラバスで毎回の「授業計画」の内容を確認し，教科書のP.23，24を予習した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は，例題2.8について十分に復習し，理解を深めてください．その際，例題2.8を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第11回	化学反応操作をともなう物質収支の演習として，演習4（演習問題2.5)を行う．なお，演習4の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第12回	化学反応操作をともなう物質収支の演習として，演習5（演習問題2.7)を行う．なお，演習5の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第13回	化学反応操作をともなう物質収支の演習として，演習6(演習問題2.8)を行う．なお，演習6の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（120分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（120分以上）．
第14回	理解度を確認するために，物理的操作の物質収支に関する演習(演習問題は当日提示する)を行う．なお，物理的操作の物質収支に関する演習の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う．【予習】演習に備えて，教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（180分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題を十分に復習し，理解を深めてください．その際，演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみることが肝要です（110分以上）．
第15回	理解度を確認するために，化学反応をともなう操作の物質収支に関するする演習(演習問題は当日提示する)を行う．なお，化学反応をともなう操作の物質収支に関する演習の解説と採点結果の説明はCSTポータルⅡ上で行う【予習】演習に備えて，教科書およびノートの当該箇所を再読し，理解した上（180分以上）で授業に臨んでください．【復習】授業後は演習問題2.9を十分に復習し，理解を深めてください．その後，定期試験に備えて，これまでの例題・演習問題を，解答を見ずに再度自分で解いてみましょう（110分以上）．

その他

教科書	日秋俊彦，児玉大輔，栗原清文，松田弘幸，佐藤敏幸，松本真和『標準化学工学Ⅰ［ISBN978-4-254-25040-4］』朝倉書店 2018年
参考書
成績評価の方法及び基準	第2, 3, 4, 8, 9, 10回目のレポート（授業中に説明した例題を解きなおした結果を記したレポート）を各4点満点，第5, 6, 7, 11, 12, 13回目のレポート（講義資料に正答を示す演習の解答を記したレポート）を各8点満点，第14, 15回目のレポート（講義資料に正当なしの演習の解答を記したレポート）を各14点満点で採点し，それらの合計点で成績評価する．
質問への対応	講義中・終了後またはE-Mailでも受け付けます．
研究室又は連絡先	物質応用化学科化学工学研究室（駿河台校舎2号館2階226B室）Tel: 03-3259-0822 E-mail: kurihara.kiyofumi@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	金曜駿河台 12:10 ～ 13:20
学生へのメッセージ	化学工学の問題は一見すると複雑で，計算量も多いので，苦手意識を持つ学生がたくさんいると思います．しかし，基本的な知識や単純な発想を十分に活用していけば簡単に解くことができるのです．このことを講義，とくに演習で示していきます．なお，講義中の例題の解法や，演習に計算機が必要です．必ず電卓を用意して下さい．

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