D0072100

物理化学2

Physical Chemistry 2

開講部

工学部

開講学科

応用化学科

開講学年

2年次

開講時期

前期

単位数

2

単位区分

選択必修

系列区分

専門

講義区分

講義
教授今林慎一郎この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

 物理化学は化学の基本的原理を学ぶ分野である。物理化学1では、物質を原子・分子の集合体として巨視的(マクロ)な立場から考察する化学熱力学の初歩を学んだ。物理化学2では、化学熱力学の重要な概念である“ギブズエネルギー”の考えを利用して、物質の相間移動における平衡、化学反応の平衡について学ぶ。さらに後半では、反応速度について学ぶ。反応速度論では化学変化(平衡からのずれ)を取り扱う。また“平衡と反応”の概念を理解する。

達成目標

1.熱力学の基本的概念の把握できる。特にギブズエネルギーと相平衡、化学平衡の考え方がわかる。
2.純物質、希薄溶液、ニ成分系の性質を理解できる。
3.化学平衡、すなわち“化学反応はどこまで進むか”について熱力学的に考えられる。
4.反応速度論の基本、特に“平衡と反応”の概念を理解できる。
5.反応速度式の導出でき、得られた反応速度式から反応機構(どのように化学反応が進行するか?)が推定できる。

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.純物質の相平衡(第5章)
   相転移の熱力学、物質の状態変化、相図(相境界)
教科書第5章 5.1〜5.6を予習する
2.純物質の相平衡(第5章)
   相律、自由度、代表的な1成分系の相図
・第1回の学習内容を復習しながら、第2回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第5章 5.7〜5.9を予習する
3.混合物の性質(第6章)
   混合物の熱力学的記述
   理想溶液
・第2回の学習内容を復習しながら、第3回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第6章 6.1〜6.4を予習する
4.混合物の性質(第6章)
   理想希薄溶液、実在溶液、
   溶液の束一的性質(沸点上昇、凝固点降下)
・第3回の学習内容を復習しながら、第4回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第6章 6.5〜6.7を予習する
5.混合物の性質(第6章)
   混合物の相図(2成分系、3成分系)
・第4回の学習内容を復習しながら、第5回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第6章 6.9〜6.11を予習する
6.化学平衡の原理(第7章)
   熱力学的な裏付け(反応ギブズエネルギーとその組成変化、
   平衡に到達した反応、平衡組成、標準反応ギブズエネルギー)
・第5回の学習内容を復習しながら、第6回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第7章 7.1〜7.5を予習する
7.化学平衡の原理(第7章)
   諸条件による平衡の移動(触媒の存在、温度の効果、圧縮の効果)
・第6回の学習内容を復習しながら、第7回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第7章 7.6, 7.8〜7.10を予習する
8.中間試験(第7回までの授業で学習した範囲の理解度チェック)と要点解説 第1〜7回授業のプリントおよび教科書の第5、6章、第7章(学習箇所)を復習し、公認カンニングペーパーを作成する
9.反応速度(第10章)
   反応速度の定義、速度式(速度定数、反応次数)、速度式の決定
・中間試験で解けなかった問題を解いておく。
・教科書第10章 10.3〜10.6を予習する
10.反応速度(第10章)
   積分形速度式(0次反応、1次反応、2次反応)
・第9回の学習内容を復習しながら、第10回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第10章 10.7〜10.8を予習する
11.反応速度(第10章)
   反応速度の温度依存性(アレニウス式)
   衝突理論、遷移状態の理論
・第10回の学習内容を復習しながら、第11回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第10章 10.9〜10.11を予習する
12.速度式の解釈(第11章)
   平衡への接近   
   反応機構(素反応、律速段階、定常状態の近似、速度論的支配)
・第11回の学習内容を復習しながら、第12回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第11章 11.1, 11.4〜11.8を予習する
13.速度式の解釈(第11章)
   色々な反応機構(逐次反応、単分子反応、酵素反応など)
・第12回の学習内容を復習しながら、第13回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第11章 11.3, 11.9, 11.12, 11.13を予習する
14.速度式の解釈(第11章)
   溶液内の反応(活性化律速と拡散律速、拡散)
・第13回の学習内容を復習しながら、第14回の授業で実施する演習問題を自力で解く
・教科書第11章 11.10〜11.11を予習する
15.期末試験
   第9回〜第14回の授業で学習した範囲(反応速度)の理解度チェック
試験終了後、解答例を配布する。
第9〜14回授業のプリントおよび教科書の第10、11章を復習し、公認カンニングペーパーを作成する

評価方法と基準

演習(数回)30%、中間試験35%、期末試験35%を100点とし、総合得点60点以上を合格とする。

教科書・参考書

[教]アトキンス「物理化学要論、第4版」東京化学同人 (物理化学1と同じ)
[参]小宮山宏「入門熱力学 実例で理解する」培風館
   増田高廣 編 [物理化学要論] 宣協社

履修登録前の準備

物理化学1の履修

学習・教育到達目標との対応

1.(A)確かな基礎と化学の専門知識に基づいて問題を解決する。

オフィスアワー、質問・相談の方法

(豊洲キャンパス) 授業や会議、特別に忙しい時以外はいつでも。出来る限り、メール(s-imaba_sic.shibaura-it.ac.jp _部を@に変更する)でアポを取ってから来てください。
(大宮キャンパス) 短時間で十分な質問は授業終了後に
メール(s-imaba_sic.shibaura-it.ac.jp _部を@に変更する)での質問も受け付けます。

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Fri Sep 19 12:38:35 JST 2014