講義内容詳細:物理化学実験

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年度/Academic Year 2020
授業科目名/Course Title (Japanese) 物理化学実験
英文科目名/Course Title (English) Experiments in Physical Chemistry
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 坂本 章/阿部 二朗/鈴木 正/岡島 元/武藤 克也/柏原 航
英文氏名/Instructor (English) SAKAMOTO, Akira/ABE, Jirou/SUZUKI, Tadashi/OKAJIMA, Hajime/MUTOH, Katsuya/KASHIHARA, Wataru

講義概要/Course description
物理化学実験の基本的操作を修得するとともに、物理化学の法則や事実を実験で得たデータをもとに学ぶ。
達成目標/Course objectives
テーマ 「化学の法則を体得できる実験とは」
過去に確立されている法則や事実を自らの実験により体得することを到達目標とする。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 紫外可視吸収スペクトル(1) メチルオレンジの吸収スペクトルを種々のpH水溶液中で測定し、その解離定数を決定する。また、Lambert‒Beerの法則、電子遷移の性質を理解するとともに分光器の原理を知る。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
2
授業計画/Class 紫外可視吸収スペクトル(2) メチルオレンジの吸収スペクトルを種々のpH水溶液中で測定し、その解離定数を決定する。また、Lambert‒Beerの法則、電子遷移の性質を理解するとともに分光器の原理を知る。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
3
授業計画/Class ショ糖の転化速度(1) ショ糖の転化反応の進行を旋光計を用いて追跡し、その反応速度がショ糖濃度に対して1次になっていることを確かめ、反応速度定数を求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
4
授業計画/Class ショ糖の転化速度(2) ショ糖の転化反応の進行を旋光計を用いて追跡し、その反応速度がショ糖濃度に対して1次になっていることを確かめ、反応速度定数を求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
5
授業計画/Class 液体の蒸気圧(1) 水の蒸気圧を種々の温度で測定し、水の蒸発エンタルピーを求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
6
授業計画/Class 液体の蒸気圧(2) 水の蒸気圧を種々の温度で測定し、水の蒸発エンタルピーを求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
7
授業計画/Class 均一触媒反応の平衡定数(1) 酸触媒により酢酸とエタノールから酢酸エチルが生成する反応の平衡定数を求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
8
授業計画/Class 均一触媒反応の平衡定数(2) 酸触媒により酢酸とエタノールから酢酸エチルが生成する反応の平衡定数を求める。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
9
授業計画/Class 化学反応の温度依存性(1) 化学反応の遷移状態を理解するため、フォトクロミック分子の異性化反応の温度依存性について実験する。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
10
授業計画/Class 化学反応の温度依存性(2) 化学反応の遷移状態を理解するため、フォトクロミック分子の異性化反応の温度依存性について実験する。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
11
授業計画/Class 部分モル容量(1) 重量モル濃度が決定された水溶液の密度を測定し、食塩等の溶質および溶媒である水の部分モル容積を求める。この実験を通して、部分モル容積の概念について理解する。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
12
授業計画/Class 部分モル容量(2) 重量モル濃度が決定された水溶液の密度を測定し、食塩等の溶質および溶媒である水の部分モル容積を求める。この実験を通して、部分モル容積の概念について理解する。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
13
授業計画/Class 偏光赤外吸収スペクトル(1) ポリ-γ-ベンジル-L-グルタメート(PBLG)の配向試料を作成し、その偏光赤外吸収スペクトルを測定し解析する。この解析から、PBLGの分子構造についての情報を得る。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
14
授業計画/Class 偏光赤外吸収スペクトル(2) ポリ-γ-ベンジル-L-グルタメート(PBLG)の配向試料を作成し、その偏光赤外吸収スペクトルを測定し解析する。この解析から、PBLGの分子構造についての情報を得る。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
15
授業計画/Class 化学振動反応 代表的な非線形化学反応であるベローゾフ・ジャボチンスキー(BZ)反応で生じる空間伝播酸化還元波の伝播速度を解析し、時間振動反応を理解する。
事前学習/Preparation 実験内容に関する予習(実験ノート作成)
事後学習/Reviewing 実験内容に関する復習(レポート作成)
授業方法/Method of instruction
2020年度はオンデマンド形式で行う。
成績評価方法/Evaluation
1 100% 実験ノートの作成、およびレポートの総合評価(100%)
ただし、全実験を修了し全レポートを提出していること。


【実験の予習・出席】
・テキストと参考文献をよく予習した上で、実験ノートを用意し、目的,原理、実験手順、予習課題をまとめる。予習の提出と,オンデマンド授業の受講を合わせて授業に出席したと見なす。

・予習課題の提出方法:
提出先:コースパワー上の提出用フォルダ(実験当日の15:05までに提出すること)
火曜日:所定の表紙と、目的、原理、実験手順、予習課題を記した実験ノートを見開きでスキャンし
    1つのPDFにまとめて提出
木曜日:所定の表紙と,火曜日の実験ノート(上記の火曜予習で提出したページと
    火曜実験結果を含む)、木曜予習を記した実験ノートを見開きでスキャンし
    1つのPDFにまとめて提出
ファイル名:「学生番号_氏名_第○回_予A (or B).pdf」とすること
      (例,12345678_青山太郎_第2回_予B.pdf)。
・全てのページに学生番号・氏名・ページ番号を必ず明記すること。
・予習が不十分の場合や提出が遅れた場合は減点の対象となる。18:20以降は提出を認めない。
・スキャンの不備(字がぼやけている,ページが切れている等)はそのまま採点する(減点もあり得る)。

【レポート提出】
・レポート提出:
 提出先:コースパワー上の提出用フォルダ
 提出方法:所定の表紙を含む全ページをスキャンし1つのPDFファイルにまとめて提出すること。
 ファイル名:「学生番号_氏名_第○回.pdf」とすること(例,12345678_青山太郎_第1回.pdf)
 提出締切日:各実験が終了してから1週間後の15:05まで
・レポートの提出遅れはかなりの減点になるので注意すること。
・A4サイズのレポート用紙を用い、本文は手書きで黒のボールペンを用いて作成すること。
・スキャンの不備(字がぼやけている,ページが切れている等)はそのまま採点する(減点もあり得る)。
・15:05以降に提出または再提出されたものは遅レポートとして採点(減点)される。
・全てのページに学生番号・氏名・ページ番号を必ず明記すること。

【スキャン方法の参考例】
・スマートフォンを所有している場合
iphone、Android共通:CamScanner,Adobe Scan等のアプリをインストール
iphone:「メモ」アプリ(プリインストールされている)
Android:Googleドライブ

・スマートフォンを所有していない場合
コンビニ各社(セブンイレブン、ローソン、ファミリーマート)でスキャン可能(USB必須)
教科書/Textbooks
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1 「物理化学実験」青山学院大学理工学部化学科物理化学教室編
参考書/Reference books
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1 アトキンス著、マッカーリ・サイモン著、バーロー著、およびムーア著の「物理化学」(いずれも、東京化学同人)