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授業科目名
担当教員
応用化学実験II
藤井 一郎/宮嶋 尚哉/柳 博/柴田 正実
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TAC307 3 (未登録) 3 前期 月/火/水 III-V/III-V/III-V
[概要]
無機化学工業の生産方式や電気化学の基礎と応用に関する基礎的な知識・技術を取得することを目標とし,基本的な実験器具を用いて実験実習を行う.また,本実習体験を通して無機及び電気化学の一般的な工学的知見が得られるよう実験課題を組み立てた.
[具体的な達成目標]
実験を通して,無機化学工業および電気化学の基礎を修得する.また,実験器具,実験装置の扱い方を修得する.
[必要知識・準備]
初めに無機・電気化学工学の基礎理論に基づいてそれぞれの講義項目について解説し,必要器具,薬品の取り扱いについても説明をするので,分析化学の基礎実験を理解しておくことが必要である.また,予め指導書及び実験安全マニュアルを熟読して,操作の手順と注意点をあらかじめ理解しておくことが失敗なく時間内で実験を終了させることにつながる.
[評価方法・評価基準]
No評価項目割合評価の観点
1小テスト/レポート 60  %指定日までのレポート提出の有無,各課題に対する解答及び考察 
2受講態度 40  %出席及び実験態度 
[教科書]
(未登録)
[参考書]
  1. 電気化学概論, 丸善, ISBN:4621039962
  2. アトキンス 物理化学(上), 東京化学同人
  3. アトキンス 物理化学(下), 東京化学同人
[講義項目]
1. 応用化学実験IIの概要
・実験指導書に従って講義項目を説明するとともに,実験実習の安全教育を行う.
2. ヒドロキシアパタイトの陽イオン交換反応
・リン鉱石や人工骨の主成分であるヒドロキシアパタイトCa(PO4)6(OH)2を用いて,その中のCa2+と水溶液中のZn2+との陽イオン交換反応の性質を調べる.
3. ミョウバンの合成と結晶構造解析
・ソフト溶液プロセスによりミョウバンを合成し,結晶成長について学ぶ。また粉末X線回折測定によりミョウバンの結晶構造解析(結晶相の同定等)を行い,X線測定法の基礎的な技術を習得する.
4. 拡散定数の測定
・酸塩基中和滴定によりガラスノズル内のKOHの拡散を観察し,Fickの法則を理解する.
5. 電解質溶液の電気伝導率
・電解質溶液の電気伝導に対する各理論の特徴と導電率の測定法を理解する.また,導電率とイオン濃度の関係を応用して導電率滴定を行う.
6. 電極電位と電池の起電力
・電極電位の概念ならびに電位と熱力学的パラメータ(ΔG,K、ΔSなど)との関係を理解し,化学電池の起電力測定法を習得する.
7. 半導体のバンドギャップ測定
  ・酸化インジウムのバンドギャップを透過測定,拡散反射測定により求めることで測定・解析手法を習得する.
8. 反応熱の測定
  ・反応に伴う熱の出入りを実測し,反応熱に関する理解を深めるともに反応温度の測定法を習得する.

具体的な授業計画は以下の通り.

第1回:実験ガイダンス(実験指導書による説明と安全教育)
第2回:アパタイトのイオン交換反応(1)(イオン交換反応の経時変化測定)
第3回:アパタイトのイオン交換反応(2)(イオン交換等温線の作成)
第4回:ミョウバンの合成と構造解析(1)(ミョウバン結晶の合成)
第5回:ミョウバンの合成と構造解析(2)(結晶構造解析)
第6回:KOHの拡散(1)(中和滴定の温度依存性)
第7回:KOHの拡散(2)(拡散定数の算出)
第8回:電気伝導度(1)(酸の導電率測定)
第9回:電気伝導度(2)(アルカリの導電率測定)
第10回:電池の起電力(1)(ダニエル電池)
第11回:電池の起電力(2)(起電力測定)
第12回:半導体のバンドギャップ測定(1)(酸化インジウム薄膜の作製と透過法によるバンドギャップ測定)
第13回:半導体のバンドギャップ測定(2)(酸化インジウム粉末の拡散反射法によるバンドギャップ評価)
第14回:反応熱測定(1)(熱伝対の作製及び温度測定の仕組み)
第15回:反応熱測定(2)(反応熱測定)
[教育方法]
個々の実験に立ち会って,きめ細かな指導を行う.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
(未登録)