科 目 | 基礎化学実験 ( Laboratory Work in Fundamental Chemistry ) | |||
---|---|---|---|---|
担当教員 | 田中 守,平池 邦夫,渡辺 昭敬,小泉 拓也 | |||
対象学年等 | 応用化学科・1年・通年・必修・4単位 ( 学修単位I ) | |||
学習・教育 目標 |
工学系複合プログラム | JABEE基準1(1) | ||
− | − | |||
授業の概要 と方針 |
本格的な化学実験を初めて行なう学生を対象としているので,化学に興味を持つことができるような内容を中心に,化学実験の基礎的な技術を修得させる。また,溶液の濃度に関しては,演習問題を中心に理解させる。 | |||
到 達 目 標 |
1 | 溶液の濃度や規定度が計算できる。 | 2 | 化学実験に必要な基本的な操作や器具の使用法を習得する。 | 3 | 定性分析実験の原理を理解し,操作方法を習得する | 4 | 未知の試料に対して定性分析実験を行って,含有物を同定する事が出来る。 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
評 価 方 法 と 基 準 |
到 達 目 標 毎 |
1 | 溶解度,重量百分率,モル濃度,規定度が計算できるかどうか,毎回の小テストと定期試験で評価する。 | |
2 | 基本操作が確実に行われ,適切な実験結果を出すことができているかどうかを,主に実験のレポートで評価し,基本操作の意味や原理について的確に説明できるかどうかを,主に定期試験で評価する。 | |||
3 | 定性分析実験に関するレポート及び定期試験で評価する | |||
4 | 実技試験及びレポートで評価する。 | |||
5 | ||||
6 | ||||
7 | ||||
8 | ||||
9 | ||||
10 | ||||
総 合 評 価 |
成績は,試験25% レポート60% 小テスト15% として評価する。試験は前期,後期の平均を取る。 総合評価は100点満点で60点以上を合格とする。 | |||
テキスト | 「基礎化学実験テキスト」:応用化学科編(配布冊子) 「新版 実験を安全に行なうために」:化学同人編集部編(化学同人) 「新版 続・実験を安全に行なうために」:化学同人編集部編(化学同人) |
|||
参考書 | 「理化学辞典 第五版」:(岩波書店) 「改訂 化学のレポートと論文の書き方」:泉 美治ら監修(化学同人) |
|||
関連科目 | C1化学 | |||
履修上の 注意事項 |
実験中は安全眼鏡もしくは眼鏡を着用のこと。同時期に学習する1年生の化学をしっかりと勉強し,化学に対する十分な理解を深めていくことが望ましい。 |
週 | 上段:テーマ/下段:内容(目標、準備など) |
---|---|
1 | 化学実験全般に関する説明 |
初めて本格的な化学実験を行うことになるので,実験に対する準備や心構え,実験室での諸注意,薬品の扱い方,実験廃液の処理方法,緊急時の行動,レポートの書き方,等々,化学実験全般に関する説明を行う。 | |
2 | ガラス細工 |
軟質ガラスのガラス棒とガラス管,ブンゼンバーナーを用いて,かきまぜ棒,スポイト,ミクロスパチラ,毛細管を作成する。 | |
3 | 濃度計算(重量百分率,溶解度),ソックスレー抽出器による粗脂肪の抽出 |
化学実験には欠かせない,溶液の濃度計算等のうち,重量百分率と溶解度について解説する。また,ソックスレー抽出器をもちいて,胡麻や大豆といった身近な食品から粗脂肪を抽出し,各々の食材の油分の定量を行う。 | |
4 | 濃度計算(モル濃度),Bomb熱量計による炭素の発熱量の測定 |
化学実験には欠かせない,溶液の濃度計算等のうち,モルの概念と溶液のモル濃度について解説する。また,デモンストレーションの実験として,木炭粉をBomb熱量計で燃焼させ,炭素の発熱量を求める。 | |
5 | 濃度計算(溶液の比重,規定度),ペーパークロマトグラフィー |
化学実験には欠かせない,溶液の濃度計算等のうち,溶液の密度と比重,規定度について解説する。また,固定相として濾紙,移動相としてブタノールを用いたペーパークロマトグラフィーで,水性ペンの黒インクを分離し,含まれている成分の色を明らかにする。 | |
6 | 溶液の比重の測定 |
比重の浮き秤を用いて,食塩水等の比重を測定し,濃度と比重の間に比例(直線)関係があることを調べる。また,濃度が未知の食塩水,塩酸,水酸化ナトリウム溶液の比重を測定し,比例関係を用いて濃度を決定する。 | |
7 | 石鹸の製造 |
簡単な有機化学実験として,石鹸の合成を行う。ヤシ油に水酸化ナトリウム溶液とアルコールを加えて,加熱しながら攪拌し,鹸化反応を起こし,食塩による塩析で合成できた石鹸を分離する。 | |
8 | ミョウバンの再結晶 |
次回の融点測定の準備もかねて,粗製ミョウバンの再結晶(再結晶による固体物質の精製)を行う。 | |
9 | ミョウバンの融点測定 |
固体物質の純度を知るのに,融点を測定する方法がある。前回の実験で用意した,粗製ミョウバンと再結晶ミョウバンを使い,双方の融点を測定し,物質の純度と融点の関係を調べる。 | |
10 | 蒸留法による純水の製造 |
液体を精製する方法として蒸留法がある。食塩とメチルオレンジを加えた水から,蒸留することによって純粋を作り出す。 | |
11 | 陽イオン交換樹脂の再生 |
イオン交換樹脂を用いた純粋の製造に向けて,陽イオン交換樹脂の再生を行う。陽イオン樹脂を塩酸と水酸化ナトリウムで処理し,純粋で洗浄することで,再生を行う。デカンテーションや吸引濾過による洗浄等を行う。 | |
12 | 陰イオン交換樹脂の再生 |
イオン交換樹脂を用いた純粋の製造に向けて,陰イオン交換樹脂の再生を行う。陰イオン樹脂を水酸化ナトリウムと塩酸で処理し,純粋で洗浄することで,再生を行う。デカンテーションや吸引濾過による洗浄等を行う。 | |
13 | イオン交換樹脂による純水の製造 |
前回,前々回の実験で再生した陽イオン交換樹脂,陰イオン交換樹脂をガラスカラムに詰めて,食塩水を通し,純粋を生成する。 | |
14 | 工場見学 |
化学系の工場や研究所,施設等を見学し,化学が活用されている現場の状況を知る。 | |
15 | 定性分析の試薬の調製・準備 |
陽イオンの半微量定性分析で必要となる試薬の準備を行う。 | |
16 | 説明 II (セミミクロ陽イオン,定性分析法の説明) |
定性分析(半微量分析法)の原理及び操作方法について説明する。 | |
17 | 第1属陽イオンの反応:各個反応 |
第1属陽イオンの特徴を理解し,各イオンの特徴的な反応を確かめる。 | |
18 | 第1属陽イオンの反応:系統分析 |
第1属陽イオンが全て含まれる試料溶液から,各イオンを個別に分析する方法を習得する。 | |
19 | 第2属A陽イオンの反応:各個反応 |
第2属A陽イオンの特徴を理解し,各イオンの特徴的な反応を確かめる。 | |
20 | 第2属A陽イオンの反応:系統分析 |
第2属A陽イオンが全て含まれる試料溶液から,各イオンを個別に分析する方法を習得する。 | |
21 | 第2属B陽イオンの反応:各個反応 |
第2属B陽イオンの特徴を理解し,各イオンの特徴的な反応を確かめる。 | |
22 | 第2属B陽イオンの反応:系統分析 |
第2属B陽イオンが全て含まれる試料溶液から,各イオンを個別に分析する方法を習得する。 | |
23 | 第3属陽イオンの反応:各個反応 |
第3属陽イオンの特徴を理解し,各イオンの特徴的な反応を確かめる。 | |
24 | 第3属陽イオンの反応:系統分析 |
第3属陽イオンが全て含まれる試料溶液から,各イオンを個別に分析する方法を習得する。 | |
25 | 第4属陽イオンの反応:各個反応 |
第4属陽イオンの特徴を理解し,各イオンの特徴的な反応を確かめる。 | |
26 | 第4属陽イオンの反応:系統分析 |
第4属陽イオンが全て含まれる試料溶液から,各イオンを個別に分析する方法を習得する。 | |
27 | 未知資料の同定 |
各個人に渡された,未知資料について系統分析を行い,未知資料中に含まれる陽イオンを同定する。4週に渡って行う。 | |
28 | 未知資料の同定 |
各個人に渡された,未知資料について系統分析を行い,未知資料中に含まれる陽イオンを同定する。4週に渡って行う。 | |
29 | 未知資料の同定 |
各個人に渡された,未知資料について系統分析を行い,未知資料中に含まれる陽イオンを同定する。4週に渡って行う。 | |
30 | 未知資料の同定および確認 |
各個人に渡された,未知資料について系統分析を行い,未知資料中に含まれる陽イオンを同定する。4週に渡って行う。 | |
備 考 |
中間試験は実施しない。定期試験を実施する。 |