2014年度工学院大学 建築学部

化学研究法(K)[3463]

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2単位
望月 千尋 特任助教  
最終更新日 : 2015/02/13

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性
5. 創成能力

<授業のねらい>
「予習」→「実験」→「実験結果の記録と整理」→「レポート作成」という一連の作業を通じて、化学実験の操作技術を身に付けるとともに、実験結果を化学的視野から洞察する能力を身につける。

<受講にあたっての前提条件>
1年次に開講された「化学概論」を履修している、もしくは、高校レベルの化学の知識を有することが望ましいが、必須ではない。化学の知識が不足している人は、学習支援センターを活用し、化学の知識を補うこと。

<具体的な到達目標>
・講義に関して
 1. 溶解度積の概念を理解し、系統分離分析に応用できる。
 2. 酸塩基の概念を理解し、中和滴定に応用できる。
 3. 溶解度の概念を理解し、再結晶操作に応用できる。
 4. 界面重合反応を理解し、ナイロン6 10の反応に応用できる。

・実験に関して
 1. 基本的な化学実験器具を使用できる。
 2. 安全と環境に配慮し、化学薬品を取り扱うことができる。
 3. 実験の予習を行い、実験結果をノートに取ることができる。
 4. 実験レポートを作成できる。

<授業計画及び準備学習>
4つのテーマを取りあげる。全てのテーマで、「原理の説明」「実験」「解説・講評」、がセットになっている。すべての実験は各個人で行う。実験テーマの概要は、

  【第2−6回: 定性分析実験】 水溶液中の金属イオンの分離・検出
  【第7−10回: 定量分析実験】 アルカリを用いた飲料中の酸濃度決定
  【第10−12回: 無機合成実験】 硫酸銅の製造および精製
  【第12−14回: 有機合成実験】 合成繊維ナイロン6,10の合成

各週のスケジュールは以下の予定。

1. 授業ガイダンス (講義)
  [学習内容] 履修の説明を行う。
  [学習準備] 準備は必要ない。
2. 定性分析実験1 (講義)
  [学習内容] 金属イオン水溶液や沈殿の色、溶解度積などについての講義を行う。
  [学習準備] テキストプリントの定性分析実験の原理部分を読んでくること。
3. 定性分析実験2 (実験)
  [学習内容] 実験器具の使用方法を説明する。Ag+, Pb2+, Cu2+, Al3+, Fe3+の各イオンの存在を確認するための化学的方法を確認する。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
4. 定性分析実験3 (実験)
  [学習内容] Ag+, Pb2+, Cu2+, Al3+, Fe3+の混合溶液から各イオンを分離・確認するための方法を学ぶ。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
5. 定性分析実験4 (実験)
  [学習内容]  前回の分析方法を用いて、身近な物質(メダル・針金など)を構成している金属イオンを分離・確認する。分析する物質は、各自異なるため、答えも異なる。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
6. 定性分析実験5 (講義)
  [学習内容] 定性分析実験3 - 5の実験結果の検証とレポートの講評を行う。
  [学習準備] 定性分析実験3 - 5のレポートを完成させ、講義に持参すること。
7. 定量分析実験1 (講義)
  [学習内容] 酸塩基反応、中和滴定法、指示薬などについての講義を行う。
  [学習準備] テキストプリントの定量分析実験の原理部分を読んでくること。
8. 定量分析実験2 (実験)
  [学習内容] 実験器具の使用方法を説明する。指示薬の色の変化、緩衝溶液の性質を確認する。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
9. 定量分析実験3 (実験)
  [学習内容] 市販の飲料(食酢、ジュースなど)に含まれる酸の濃度を中和滴定法により決定する。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
10. 定量分析実験4 (講義)・無機合成実験1 (講義)
  [学習内容]  前半は、定量分析実験2, 3の実験結果の検証とレポートの講評を行う。後半は、無機合成実験の説明を行う。
  [学習準備]  定量分析実験2, 3のレポートを完成させ、講義に持参すること。テキストプリントの無機合成実験の原理部分を読んでくること。
11. 無機合成実験2 (実験)
  [学習内容] 硫酸銅の合成を行う。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
12. 無機合成実験3 (講義)・有機合成実験1 (講義)
  [学習内容] 前半は、無機合成実験2の実験結果の検証とレポートの講評を行う。後半は、有機合成実験の説明を行う。
  [学習準備] 無機合成実験2のレポートを完成させ、講義に持参すること。テキストプリントの有機合成実験の原理部分を読んでくること。
13. 有機合成実験2 (実験)
  [学習内容] ナイロン6,10の合成を行う。
  [学習準備] テキストプリントに基づき、実験ノートに実験の予習をすること。
14. 有機合成実験3 (講義)
  [学習内容] 有機合成実験2の実験結果の検証とレポートの講評を行う。
  [学習準備] 有機合成実験2のレポートを完成させ、持参すること。
15. 学習成果の確認(試験)
  [学習内容] 学習成果の確認(試験)を行う。
  [学習準備] 1 - 14回の内容の総復習を行うこと。

<成績評価方法及び水準>
実験を行う回は実験レポートを書いてもらう。また、最終回に、講義および実験内容に関する試験を行う。実験レポート50点満点・試験50点満点で成績評価し、点数が60点以上の者に単位を認定する。

<教科書>
指定教科書なし。適宜、プリントや資料を配布する。

<参考書>
・「世界で一番美しい元素図鑑」,セオドア・グレイ著 (創元社)
・「視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録」,数研出版編集部編 (数研出版)
・「化学 基本の考え方を中心に」,A. Sherman他著,石倉洋子,石倉久之訳 (東京化学同人)

<オフィスアワー>
毎週火曜日10:00〜12:00とするが,在室(八王子;12号館305号室)時は,いつでも質疑を受け付ける。訪問の際は,E-mail: mochizukic@cc.kogakuin.ac.jpへの予約を推奨する。

<学生へのメッセージ>
高校や大学1年次に学んだ化学の知識を、実験を通じて身近な物質や現象に適用し、化学を実感する授業である。実験直前に初めてプリントや資料を見るようでは、実験中に慌てて事故につながりかねない。安全かつ手際良く実験を行うため、事前に予習を行う必要がある。このため、実験ノートの準備を必須とする。

<備 考>
講義回と実験回で教室が異なるので、注意すること。


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