科 目 名:物理化学U                          科目英文名:Physical ChemistryU

担 当 者:・北村

授業(形態):専門科目(講義)                   単位(区分):2単位(A:必修)

                                                                     

[科目の主題と目標]

 化学工業ではさまざまな物質、材料が用いられているが、これらの構造、物性などの特性を原子、分子レベルで理解し、新物質、新材料を開発するためには物理化学の高度の知識が必要である。

 物理化学の基礎の学習は、物理化学序論,T,U,V,W 、 及び「演習物理化学」 の履修によって完結するように授業内容が構成されている。「物理化学U」は、その3番目に位置する重要な基礎科目の一つである。 この講義では、 「物理化学I」で習得した熱力学特有のものの考え方と骨組み、そして自由エネルギーや化学ポテンシャル等の基礎概念を、 物理現象にとどまらず、 化学平衡や化学反応等の諸問題に適用できる方法論を理解する。また、工業的及び工学的諸課題にも取り組めるような深い知識を修得し、 応用力を養うことを目的とする。

 この科目は応用化学科の学習教育目標の(C-1)に関連する。

 

[授業内容・授業計画]

回 数

題  目

内  容

第1回

第2回

第3回

第4回

第5回

第6回

第7回

第8回

第9回

10

11

12

13

14

15

混合物の熱力学(1)

混合物の熱力学(2)

混合物の熱力学(3)

混合物の熱力学(4)

複雑な系の相図(1)

複雑な系の相図(2)

複雑な系の相図(3)

化学平衡(1)

化学平衡(2)

化学平衡(3)

平衡電気化学(1)

平衡電気化学(2)

平衡電気化学(3)

まとめ

期末試験

自由エネルギーと化学ポテンシャル

部分モル量、混合の熱力学

混合液体、束一的性質、溶解度、浸透現象

溶媒と溶質の活量、活量係数

相、成分、自由度、ギブスの相律

蒸気圧図、蒸気の組成、温度-組成図、溶解度

液体/液体の相図、液体/固体の相図、材料の精製

ギブスエネルギーの極小、平衡定数

平衡に対する圧力と温度の影響

酸化物からの金属の抽出、酸と塩基、生物学的標準状態

イオンの標準エンタルピー・エントロピー・ギブスエネルギー

イオン濃度と活量、イオン強度、化学電池、半電池、ネルンスト式の導入

標準電位、電気化学系列、溶解度定数

 

 

[教材] 教科書:アトキンス 『物理化学』(上)第6版(東京化学同人)

 

[履修目標]

(1) 化学ポテンシャルと溶媒や溶質の活量との関係を理解する。

(2) 2相間の熱力学的平衡条件を学び、分離・精製等の現象を理解する。

(3) 化学反応の進行方向の判定基準を理解する。

(4) 電気化学における諸反応を熱力学的に理解する。

 

[受講生へのコメント]

 「物理化学I」 の知識を基に講義を行います。 また、 予習、 復習は必ずすること。

 

[成績評価の方法及び基準]

平常点 (レポート、宿題)(20%)、 小テスト (20%)、 期末筆記試験 (60)を基に評価する。

A:各履修目標の理解度の平均が80%以上に達している。
B:各履修目標の理解度の平均が70%以上に達している。
C:各履修目標の理解度の平均が60%以上に達している。
 

[学習相談の方法]

 火曜5限に教員室で、またはe-mail質問等を受け付ける。