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担当教員 |
開講期 |
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物理化学1
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真鍋 昌裕
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通年
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| 科目番号 |
対象学年 |
履修上の注意 |
単位数 |
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140305
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3年 生物応用化学科
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選択必修
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2単位
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授業概要
気体と液体の性質について取り上げる。これらの性質を原子、分子の立場から解説することにより、身近にみられる化学現象、物理現象を分子のレベルでイメージできるようになることを目的とする。
到達目標
1. ボイルの法則とシャルルの法則より、理想気体の状態方程式を導くことができること。
2. ファンデルワールスの状態方程式を示し、理想気体の状態方程式との違いを説明できること。
3. ファンデルワールスの状態方程式を用いて、臨界圧力、臨界温度、臨界体積を表せること。
4. 溶液の濃度をいくつかの表し方で計算できること。
5. 固体の溶解度、気体の溶解度の定義を理解し、計算することができること。
6. 溶液の束一的性質を示す現象例をいくつか挙げ、それらの基本式と内容について説明できること。
7. ルシャトリエの原理を用いて、濃度、圧力、温度の変化に伴う平衡の移動について説明できること。
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- 教科書
- 基礎物理化学 杉原剛介 他著 （学術図書出版）
- 物理化学1配布プリント 真鍋作成
- 参考書
- 化学図鑑 数研出版編集部 編著 （数研出版）
- 図説化学 竹内敬人 監修 （東京図書）
- 気体の化学 谷崎義衛 著 （培風館）
- わかりやすい化学計算 島原健三・水林久雄 著（三共出版）
- 化学計算 島原健三 著（三共出版）
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授業の進め方
教科書と、その内容に関連した配布プリントに沿って、できるだけ質問形式、討論形式で授業を進める。必要に応じて宿題を提出させる。授業の進度は、学生の理解度を見ながら調整する。
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授業内容
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前期 |
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後期 |
| 1 |
ボイルの法則：圧力と体積の関係
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1 |
純物質の状態図
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| 2 |
シャルルの法則：体積と温度の関係
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2 |
クラペイロン-クラウジウスの式：蒸気圧の温度変化
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| 3 |
圧力と温度の関係
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3 |
クラペイロン-クラウジウスの式：融点の圧力変化
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| 4 |
ボイル・シャルルの法則：理想気体の状態方程式の導出
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4 |
溶液の濃度計算：結晶水を持たない場合、結晶水を持つ場合
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| 5 |
ドルトンの法則：混合気体の全圧と分圧の関係
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5 |
固体の溶解度 (1)：結晶水を持たない場合
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| 6 |
実在気体と理想気体 (1)：実験結果による比較
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6 |
固体の溶解度 (2)：結晶水を持つ場合
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| 7 |
実在気体と理想気体 (2)：分子の大きさと分子間力の存在
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7 |
固体の溶解度 (3)：結晶水の数が温度によって異なる場合
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| 8 |
中間試験
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8 |
中間試験
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| 9 |
ファンデルワールスの状態方程式：式の導出
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9 |
気体の溶解度 (1)：溶解度と温度の関係、溶解度と圧力の関係
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| 10 |
ファンデルワールスの状態方程式に基づく実在気体と理想気体のずれ
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10 |
気体の溶解度 (2)：ブンゼンの吸収係数
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| 11 |
気体の液化、臨界温度、臨界圧力、臨界体積
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11 |
溶液の束一的性質 (1)：蒸気圧降下、沸点上昇
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| 12 |
ファンデルワールス式を用いた臨界温度、臨界圧力、臨界体積
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12 |
溶液の束一的性質 (2)：凝固点降下、浸透圧
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| 13 |
相応状態の原理
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13 |
質量作用の法則
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| 14 |
液体の蒸気圧
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14 |
化学平衡に対する外的条件の影響
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| 15 |
期末試験
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15 |
期末試験
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成績評価の方法
中間試験と期末試験の結果を80%、各授業において課した宿題を20%として評価する。 |
学生へのメッセージ
結果を覚えることよりも、なぜそうなるのかと考えることが大切です。本科目の後半で学んだ内容は、４年生、５年生の物理化学の授業で化学熱力学を学習することにより、より厳密に理解できるようになります。 |