物理化学１シラバス

授業科目物理化学１	担当教員（前期）松口正信・（後期）青野宏通		開講期通年
科目番号 140305	対象学年・学科・コース 3年生物応用化学科	単位区分選択必修	単位数 2単位

授業概要・授業方針

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、化学現象、物理現象を分子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

有効数字の考え方を理解し、数値に正しい単位をつけることができる。
クラペイロン‐クラウジウスの式を用いて、蒸気圧や沸点を計算することができる。
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。
気体分子運動論を用いて、理想気体の圧力と平均速度の関係式を示すことができる。
理想気体と実在気体の違いを理解し、ファンデルワールスの状態方程式を示すことができる。。
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、臨界体積を表すことができる。
溶液の濃度をいくつかの表し方で計算できる。
ドルトンの分圧の法則、ヘンリーの法則、ブンゼンの吸収係数、ラウールの法則を説明することができる。
束一的性質について説明でき、具体例を挙げることができる。
相平衡および各種状態図を説明することができる。
圧平衡定数と濃度平衡定数について説明することができる。
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することができる。

教科書: PEL物理化学　PEL編集委員会　監修　福地賢治　編著　（実教出版）
参考書: 化学熱力学中心の基礎物理化学　杉原剛介　他著　（学術図書出版）; 化学図録　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）; 化学総合資料　実教出版編集部　編著　（実教出版）; わかりかすい化学計算　島原健三・水林久雄　（三共出版）

授業要目	到達目標との対応	自己点検
前期

1	物理化学の目的と役割、物質のとらえ方（巨視的・微視的）
2	有効数字	1
3	単位と記号	1
4	主な物理量	1
5	物質の状態（クラペイロン‐クラウジウスの式）	2
6	理想気体（ボイルの法則、シャルルの法則）	3
7	理想気体の状態方程式	3
8	中間試験
9	気体分子運動論	4
10	分子の速度と分布	4
11	衝突頻度と平均自由行程	4
12	実在気体とファン・デル・ワースルの状態式	5
13	実在気体とビリアル方程式	5
14	気体の液化と臨界現象	6
15	対応状態の原理	6
16	期末試験
17	試験返却、復習

後期

自己点検

1	濃度の表し方	7
2	混合気体とドルトンの分圧の法則	8
3	気体の溶解度とヘンリーの法則	8
4	ラウールの法則	8
5	溶液の束一的性質１	9
6	溶液の束一的性質2	9
7	気相-液相平衡	10
8	中間試験
9	液相-液相平衡	10
10	固相-液相平衡	10
11	可逆反応と化学平衡、質量作用の法則	11
12	ルシャトリエの原理	12
13	平衡定数の温度変化	12
14	水溶液中の酸-塩基平衡	12
15	難溶塩の溶解度積	12
16	期末試験
17	試験返却、復習

到達達成度の指標（ルーブリック）

到達目標	理想的なレベル（Ａ）の目安	標準的なレベル（Ｂ）の目安	未到達なレベル（Ｃ）の目安	自己評価
1	有効数字の計算法を理解し、指定された桁数において数値を求めることができる。数値に異なった表し方で正しい単位をつけることができる。	有効数字を考慮して数値計算することができる。数値に正しい単位をつけることができる。	有効数字を考慮して数値計算することができない。数値に正しい単位をつけることができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
2	クラペイロン‐クラウジウスの式を用いて蒸気圧と沸点、外圧と凝固点の関係が説明でき、これらの値が計算できる。	クラペイロン‐クラウジウスの式を用いて、蒸気圧や沸点が計算できる。	クラペイロン‐クラウジウスの式を用いて、蒸気圧や沸点を計算できない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
3	ボイルの法則とシャルルの法則にアボガドロの法則を組み合わせることで、気体定数を与えることができる。	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。	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ない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
4	圧力と分子の平均速度の関係式を導き、根平均二乗速度を求めることができる。マクスウェル‐ボルツマンの速度分布式を用いて、平均速度、最大確率速度を求めることができる。	気体分子運動論を用いて、圧力と分子の平均速度の関係式を示し、根平均二乗速度を求めることができる。	気体分子運動論を用いて、圧力と分子の平均速度の関係式を示し、根平均二乗速度を求めることができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
5	理想気体と実在気体の違いを説明できる。ファンデルワールスの状態方程式を導くことができる。	理想気体と実在気体の違いを説明できる。ファンデルワールスの状態方程式を示すことができる。	理想気体と実在気体の違いを説明できない。ファンデルワールスの状態方程式を示すことができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
6	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、臨界体積を導くことができる。	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、臨界体積を表すことができる。	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、臨界体積を表すことができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
7	式によって溶液の濃度をいくつかの方法で表し、計算することができる。	いくつかの方法で溶液の濃度を計算することができる。	いくつかの方法で溶液の濃度を計算することができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
8	混合気体について、ブンゼンの吸収係数を使ってヘンリーの法則より水中での組成を計算することができる。２成分系について、液相線と気相線を与える式を導き、図をかくことができる。	混合気体について、ブンゼンの吸収係数を使ってヘンリーの法則より水中での組成を計算することができる。２成分系について、液相線を与える式を示し、図をかくことができる。束一的性質について説明でき、具体例を挙げることができる。	混合気体について、ブンゼンの吸収係数を使ってヘンリーの法則より水中での組成を計算することができない。２成分系について、液相線を与える式を示すことができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
9	束一的性質と具体例について説明することができる。	束一的性質について説明でき、具体例を挙げることができる。	束一的性質について説明できず、具体例を挙げることができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
10	液相-液相平衡、固相-液相平衡の相図を示し、説明できる。	与えられた液相-液相平衡、固相-液相平衡の相図について、説明できる。	与えられた液相-液相平衡、固相-液相平衡の相図について、説明できない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
11	気相反応について、理想気体の状態方程式を用いて圧平衡定数と濃度平衡定数を与える式を導き、平衡定数を求めることができる。	与えられた反応について、圧平衡定数と濃度平衡定数を求めることができる。	与えられた反応について、圧平衡定数と濃度平衡定数を求めることができない。	Ａ・Ｂ・Ｃ
12	与えられた反応について、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を説明できる。平衡における組成を計算し、ルシャトリエの原理が成り立つことを示すことができる。	与えられた反応について、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を説明できる。	与えられた反応について、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を説明できない。	Ａ・Ｂ・Ｃ

到達度評価

中間試験と期末試験の結果を８０～９０％、授業において行う小テストやレポートなどを１０～２０％として評価し、その比率は学生の理解度を見ながら調整し、その都度学生には連絡する。

履修上の注意

授業内容の多くはすでに化学１と化学２で学習していますが、結果を覚えることよりも、なぜそうなるのかを考えることが大切です。

事前学習・自己学習・関連科目

本科目で学習した束一的性質やルシャトリエの原理は、４年生、５年生の物理化学２と生物物理化学２の授業で化学熱力学を学ぶことにより、より厳密に理解できるようになります。