△化学実験（Experiments in Chemistry）[2205]

＜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＞

高校レベルの化学の基礎知識を有することが望ましいが、必須ではない。高校で化学を履修しなかった人は、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＞

・基本的な化学実験器具を使用できる。
・安全と環境に配慮し、化学薬品を取り扱うことができる。
・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。
・実験レポートを作成できる。

（JABEE学習・教育目標）　「機械システム基礎工学プログラム」：(C)◎

＜授業計画及び準備学習＞

実験は各個人で行う（第12回のみグループ実験）。実験テーマの概要は、

　　【第2回： 炎色反応】　金属陽イオンの炎色反応を見る
　　【第3−7回： 無機定性分析実験】　水溶液中の金属イオンの分離・検出を行う。
　　【第8−10回： 定量分析実験】　アルカリを用いた酸の濃度決定を行う。
　　【第11回： 無機合成実験】 硫酸銅の製造および精製を行う。
　　【第12回： 物理化学実験】 水の精製と、その純度を決定するための測定を行う。
　　【第13回： 高分子合成実験】 合成繊維ナイロン6,10の合成を行う。

各週のスケジュールは以下の予定。

1. 化学実験の説明（実験ガイダンス・全般的な注意）
　　[学習内容]　実験内容、安全に関する注意、予習・レポートの書き方の説明を行う。
　　　　　　　　化学式および有効数字に関する練習問題を行う。
　　[準備学習]　化学式および有効数字について復習しておくこと。
2. 炎色反応（Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+）
　　[学習内容]　 Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+の炎色反応を見る。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
3. 無機陽イオン各個の反応（Ag+, Pb2+, Al3+, Fe3+）
　　[学習内容]　 Ag+, Pb2+, Al3+, Fe3+各イオンの存在を確認するための化学反応を行う。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
4. 第I属陽イオン（Ag+, Pb2+）の系統的分析
　　[学習内容]　 Ag+, Pb2+イオンの混合溶液から各イオンを分離・確認する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
5. 第III属陽イオン（Al3+, Fe3+）の系統的分析
　　[学習内容]　 Al3+, Fe3+イオンの混合溶液から各イオンを分離・確認する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
6. 第I, III属陽イオンの混合試料の分析
　　[学習内容]　第4, 5回実験で扱ったイオンの混合溶液から各イオンを分離・確認する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
7. 第I, III属陽イオンの未知試料の分析
　　[学習内容]　第4, 5回実験で扱ったイオンの混合溶液から各イオンを分離・確認する。
　　　　　　　　ただし、どのイオンが含まれているかは、各個人により異なる。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
8. 酸塩基指示薬の性質
　　[学習内容]　様々な指示薬を用い、pHの変化に伴う溶液の色の変化を観察する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
9. アルカリ標準液による酸の定量
　　[学習内容]　濃度の分かっているアルカリを用いて、酸の濃度を決定する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
10. 市販食酢中の酢酸の定量
　　[学習内容]　濃度既知のアルカリを用いて、市販食酢中の酢酸の濃度を決定する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
11. 硫酸銅の合成と精製
　　[学習内容]　硫酸銅を合成し、再結晶法による精製を行う。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
12. 蒸留水の製造
　　[学習内容]　水道水を蒸留により精製し、比抵抗の測定によりその純度を決定する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
13. ナイロン6 10の合成
　　[学習内容]　ヘキサメチレンジアミンと塩化セバコイルから合成繊維ナイロン6 10
を合成する。
　　[準備学習]　教材プリントの該当箇所を熟読し、実験ノートに予習を行うこと。
14. まとめ実験
　　[学習内容]　第2−13回の実験の中で、上手くいかなかった実験やもう一度トライした
い実験を行う。
　　[準備学習]　第2−13回の実験を復習しておくこと。
15. レポート・課題に関する質問、総評
　　[学習内容]　化学実験の内容、レポートに関する質問に答える。
また、全体を通しての総評を行う。
　　[準備学習]　実験の復習をし、事前に質問箇所をピックアップしておくこと。

＜成績評価方法＞

試験は行わない。レポートのみで成績評価し、Grade D以上の者に単位を認める。予習およびレポートの提出が無い場合は、その回の点数は0となる。ノートを忘れた場合，実験は許可しない。

＜教科書＞

指定教科書はない。初回に、教材プリントを配布する。

＜参考書＞

・「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）
高校化学の有名な参考書だが、溶液・沈殿・実験器具の写真が数多く掲載されており、実験の予習や実験結果の検証に非常に役立つ。

＜オフィスアワー＞

火曜日15:00−17:00とする。居室は八王子キャンパス（12号館305号室）。不在の可能性があるので、事前に連絡を取ることを推奨する。メールで連絡・質問する場合は、fu01147@ns.kogakuin.ac.jpまで。

＜学生へのメッセージ＞

化学薬品や実験器具の取り扱い方を学ぶ化学実験は、先進工学において重要な基礎となるものである。実験操作やレポートの書き方を、確実に習得してほしい。また、色の変化や沈殿の生成など、化学変化の多様さに興味を持ちながら実験を行ってほしい。

＜備 考＞

実験直前に初めて教材プリントを見るようでは、実験中に慌てて事故につながる。安全かつ手際良く実験を行うため、事前に予習を行うこと。このため、実験ノートの準備を必須とする。予習を忘れた場合や、遅刻した場合は、実験を禁止する場合がある。