【基礎化学実験】 [物理学科 2群 必修 科目(配当年次: 第1学年 ) ]
 
単  位:1単位 単位認定者: 丑田公規 教員免許取得のための必修科目
授業期間: 後期  30コマ 科目分担者: 石田斉 梶山和政 犬井洋 吉田純 笠原康利 神谷昌宏 前山拓哉 科目:教科に関する科目(中・高 理科)
授業形態: 実習  施行規則に定める科目区分:化学実験(「コンピュータ活用を含む。」)
 
教育目標

化学実験を通じて、化学反応と分子の概念を体験し、物質の性質を考える基本を身につける。
全員が化学実験に関する基本操作を実際に行いながら、安全に配慮しながら実験に集中する感覚や心構えを身につける。

教育内容

比較的簡単な化学現象を例に、我々の世界が分子科学の土壌に立脚していることを理解する。
将来行う物理学研究の基礎として、実験試料調整に必要な化学操作や、理論研究に必要な物質への感覚を身につける。
各操作は必ず全員が体験する事に留意する。
安全な実験を行う心構えに立脚した実験への取り組みを身につける。

教育方法

最初に2日間の講義で、実験器具の取扱、安全についての考え方、危険物、毒劇物、放射線、高圧ガス、廃棄物処理などの重要概念について講義をおこなう。2週以降は、その都度実験に必要な知識を講義しながら、全ての参加者が自ら操作を行い、実験後にあらかじめ示された課題に取り組む。
毎日の実験が終了時にグループ別の反省会を行い、その日に起こった実験操作上の問題や安全に配慮すべき事項を確認する。この反省会では司会者を毎回変更し全員が発言する機会を設ける。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回 〜2回

化学実験の基礎

丑田

器具の取り扱い方法・危険物の取り扱い方法・安全教育・廃棄物処理のルール

3回 〜4回

金属錯体の合成と光の作用

丑田、石田、梶山、犬井、笠原、吉田、神谷、前山

トリスオキサラト鉄(Ⅲ)錯体の合成と光によるFe(Ⅲ)からFe(Ⅱ)への変化

5回 〜6回

アボガドロ定数の測定/有機分子の反応とその性質(Ⅰ)

丑田、石田、梶山、犬井、笠原、吉田、神谷、前山

単分子膜によるアボガドロ定数の概算/フェノールのニトロ化、生成物の抽出とTLCによる分離、酸性・アルカリ性でのスペクトル変化

7回 〜8回

水素イオン濃度とその測定

丑田、石田、梶山、犬井、笠原、吉田、神谷、前山

pHメーターの原理、指示薬の変色域、中和滴定、pKa、最小二乗法によるデータの解析

9回 〜10回

有機分子の反応とその性質(Ⅱ)

丑田、石田、梶山、犬井、笠原、吉田、神谷、前山

エステル化と加水分解。生成物の単離と精製。蒸留方法。ガスクロマトグラフによる分析

 
到達目標

実験における器具の特性および、個々の操作や測定の化学的意味を考えられること。化学実験以外を含めて、安全に配慮しながら実験に集中して取り組むことができる習慣が身につくようにする。

評価基準

実験への参加状況、レポート(実験ノートに記入)の完成状況により評価する。レポートに個人の発展学習の結果が記載してあればそれも評価する。

準備学習
(予習・復習)

実験をスムーズに進めるために、実験書には事前に目を通し、手順や要点を箇条書きやフローシートにまとめておくこと。取り扱う化合物の性質(分子量、式量、融点、沸点など)を化学辞典などで調べておくこと。

その他

高校までに化学実験操作の経験がない人はこの実習で身につけるのが望ましい。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 実験ノート(Experiments in Basic Chemistry) 無料配布
実験器具の概要と安全の手引き 無料配布
参考書 失敗から安全を学ぶ化学実験の心得 西脇永敏 化学同人 2160
これだけは知っておきたい化学実験セーフティガイド 日本化学会 化学同人 2160
実験室の笑える?笑えない!事故実例集 (KS化学専門書) 田中陵二、松本英之 講談社 1620
ビーカーくんとそのなかまたち うえたに夫婦 誠文堂新光社 1620