理学部化学科

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物理化学実験
Laboratory Experiments in Physical Chemistry

担当教員 長谷川匡俊・菅井俊樹・石井淳一・桒原 彰太
必修 | 4単位 | 3年秋学期

授業目的

熱力学、分光学、反応速度論、高分子化学、界面・コロイド化学等の物理化学分野における基礎理論について、物理化学実験を通して理解を深めるとともに、実験技術やコンピュータ活用方法を習得することを目的とする。

授業内容

クラスを前半・後半の二つに分け、それぞれを物性化学教室(菅井、桒原)と高分子化学教室(石井、長谷川)で分担して担当し、秋学期中間点で担当の入れ替えを行う。それぞれの実験でコンピュータを活用して得られたデータをエクセル入力し、グラフや表を作成した上でデータ解析を行う。実験に先立ち、配布したテキストで十分に予習を行い、基礎理論および実験操作を把握しておくことが必要である。また、テーマにもよるが、2名または3名のグループで実験を行うため、グループ内でコミュニケーションを十分にはかり、相互に協力して安全に効率よく実験を行う。
No.1 実験講義:ガイダンス、実験上の諸注意、前半実習の実験講義
No.2 UV・可視スペクトル:紫外・可視分光法の特徴と電荷移動吸収および電荷移動錯体生成の平衡定数の算出
No.3 一次反応:ショ糖の加水分解反応における1次反応速度定数と旋光度
No.4 蒸気圧:クラジウス-クラペイロン式の理解、物質の相性と蒸気圧の関係の理解
No.5 連成振動:LC回路の理解と分子伸縮振動への応用、同位体効果と波動関数への発展
No.6 分子分極率:高度光計測の仕組みの理解とファンデルワールス分子相互作用への考察。
No.7 音速と分子構造:気体の音速を電気的手法で測定することの理解と、音波現象と分子構造の関連の理解。
No.8 赤外吸収スペクトル:気相HClのIR測定による分子定数の決定。固体TCNQ塩のIR測定によるCN伸縮振動と電荷移動度との相関
No.9 多相平衡:Sn-Pb系融解曲線と相図作成
No.10 部分可溶液体の相図:メタノール-シクロヘキサン系の部分可溶液体の相図を作成し、相図の見方やてこの原理を理解する。
No.11 フォトクロミズミを使った化学反応速度の測定:フォトクロミック化合物を使って一次反応の反応速度を測定し、活性化エネルギーを求める。
No.12 イオントラップと荷電粒子の気相移動度計測:質量分析に代表される荷電粒子の計測を気相移動度で行う。高感度測定とサイズおよび荷電量の計測の理解。
No.13 物質の伝導性:固体の電子物性
No.14 物質の伝導性:超伝導体の電気伝導度測定
No.15 情報処理・文献調査:物理化学系の文献要約
No.16 実験講義:後半実習の実験方法の説明、安全教育
No.17 凝固点降下:凝固点降下に基づく有機化合物の分子量測定
No.18 ゾルの性質:水酸化鉄コロイドの凝折値と電気泳動法によるζ電位の測定
No.19 表面張力:界面活性剤水溶液の表面張力と臨界ミセル濃度の測定
No.20 高分子溶液の粘度:粘度法による水溶性高分子の分子量測定
No.21 電離平衡:電気抵抗測定による有機酸の平衡定数と解離熱の決定
No.22 電池の起電力:電位差計による濃淡電池の起電力測定
No.23 溶液からの固体表面への吸着:溶液中の有機色素の活性炭表面への吸着平衡
No.24 多孔質体の比表面積測定:BET法によるゼオライトの比表面積測定
No.25 昇華熱:真空ラインを用いた有機結晶の昇華温度と圧力の関係
No.26 蒸気密度:Victor-Meyer法による低沸点液体試料の分子量測定
No.27 接触角:固体表面の濡れ性評価
No.28 屈折率:液体試料(純物質、混合物)の屈折率、浸液法による固体試料の屈折率、果実の糖度
No.29 文献調査:英語文献調査と要約
No.30 予備日:再実験、再レポート提出等

関連科目

予め学んでおくとよい科目:物理化学Ⅰ(再履修クラス) 物理化学Ⅱ 物理化学Ⅲ 物理化学演習Ⅰ 物理化学演習Ⅱ 反応速度論 固体化学 界面・コロイド化学 高分子化学

本科目を履修するに先立ち、物理化学I, II, III, 物理化学演習I, II、を履修していること。また反応速度論、固体化学、高分子化学、界面・コロイド化学を履修していることが望ましい。

この科目に続く内容の科目:化学輪講Ⅰ・Ⅱ 卒業研究

教科書・参考書

物性化学教室および高分子化学教室の各々の教室にて作成した物理化学実験テキストを使用する。

評価方法

レポート90%、実験に取り組む姿勢10%として評価する。

例年失敗しやすい実験的技術や誤解しやすいポイントについて適宜取り上げて説明を行う。提出された実験レポートについて、適宜添削指導を行う。

オフィスアワー

物理化学実験終了後

その他

実験の安全な進行に配慮する。

お問い合わせ先

東邦大学 理学部

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