物質 | 物理化学Ⅰ | 3年・通年・必修・履修2単位 | |
担当教員 | 依田英介、佐藤 稔 | 連絡先 | |
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講義の概要 | 気体や液体の性質を定量的に取り扱ったり、化学反応において、反応に関わる物質の量がどのように変化するかを学ぶ。さらに、化学反応の速度について、その定義、式の誘導、反応機構との関係等を学ぶ。 | ||
到達目標 | 1.温度や圧力あるいは濃度による物性の変化を分子論的に理解し、その変化を定量的に扱えるようにする。 2.化学平衡について理解し、気体反応についても平衡計算ができるようにする。 3.反応速度が温度や濃度によりどのような影響を受けるかを理解し、簡単な反応について解析ができるようにする。 |
日程 | 授業項目 | 理解すべき内容 | 理解度 (1~4) | |
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前期 | 第1週 | 単位と有効数字 | SI基本単位、SI誘導単位、常用単位とSI単位間の換算、有効数字 | |
第2週 | Boyle-Charlesの法則 | Boyle-Charlesの法則 | ||
第3週 | 理想気体の状態方程式 | 気体定数、理想気体の状態方程式を利用した分子量計算 | ||
第4週 | 理想混合気体 | Daltonの分圧の法則、モル分率 | ||
第5週 | 実在気体の状態方程式 | 実在気体とvan der Waalsの状態式、分子間力、排除体積 | ||
第6週 | 気体の液化 | 臨界点、相応状態の原理 | ||
第7週 | (中間試験) | |||
第8週 | 気体分子運動論 | 気体分子モデル、分子の速度、分子のエネルギー | ||
第9週 | Grahamの法則 | Grahamの法則 | ||
第10週 | 液体の蒸気圧 | 蒸気圧曲線(融解曲線、昇華曲線)、三重点、状態図 | ||
第11週 | Raoultの法則 | 理想溶液、蒸気圧降下、Raoultの法則、混合溶液の気体組成の算出 | ||
第12週 | 沸点上昇 | モル沸点上昇定数、水蒸気蒸留への応用 | ||
第13週 | 凝固点降下 | 冷却曲線、凝固点降下法による分子量測定 | ||
第14週 | 浸透圧 | 浸透現象、浸透圧による分子量測定 | ||
第15週 | (期末試験) | |||
第16週 | 溶液の束一的性質 | 蒸気圧降下、沸点上昇、凝固点降下、浸透圧などの総括 | ||
後期 | 第1週 | 可逆反応と化学平衡 | 可逆反応と不可逆反応、化学平衡の概念 | |
第2週 | 質量作用の法則 | 質量作用の法則、化学平衡定数 | ||
第3週 | 濃度平衡定数と圧平衡定数(1) | 濃度平衡定数、気体反応における圧平衡定数 | ||
第4週 | 濃度平衡定数と圧平衡定数(2) | 濃度平衡定数と圧平衡定数との関係 | ||
第5週 | Le Chatelierの原理(1) | Le Chatelierの原理、濃度変化や圧変化による平衡への影響 | ||
第6週 | Le Chatelierの原理(2) | 温度変化による平衡への影響、共通イオン効果 | ||
第7週 | (中間試験) | |||
第8週 | 化学反応の速度とは | 反応速度の定義、反応速度に影響する因子(濃度、温度、触媒など) | ||
第9週 | 反応速度の求め方 | 反応速度の実験法 | ||
第10週 | 速度式と反応次数 | 反応速度の濃度依存性、反応速度定数や反応次数の意味 | ||
第11週 | 1次反応 | 微分型1次反応速度式からの積分型速度式の誘導、半減期 | ||
第12週 | 2次反応 | 微分型2次反応速度式からの積分型速度式の誘導、擬1次反応 | ||
第13週 | 反応速度の温度依存性 | Arrheniusの式、活性化エネルギー、頻度因子 | ||
第14週 | いろいろな反応の速度式 | 可逆的な反応や逐次反応の速度式、律速段階、定常状態近似 | ||
第15週 | (期末試験) | |||
第16週 | 総復習 | |||
学習教育目標 | A,Bに対応 | 達成項目 | 本科イ)、ロ)に対応 | JABEE認定基準 | |
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教科書・参考書 | 教科書:秋貞英雄,井上亨,杉原剛介「化学熱力学中心の基礎物理化学」(学術図書出版社) | ||||
評価方法及び合格基準 | 成績の評価は、定期試験の成績80%、小テストの成績20%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。 | ||||
学生への メッセージ |
小テストを行うので講義中に理解し、質問があればその場で聞くこと。講義ノートの内容を見直し、講義に関係する例題・演習問解いておくこと。次回予定の部分を予習しておくこと。また、微分積分を復習すること。電卓の使用可。 |