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講義概要/Course Information
2025/08/05 現在

科目基礎情報/General Information
授業科目名
/Course title (Japanese)
物理化学
英文授業科目名
/Course title (English)
Physical Chemistry
科目番号
/Code
開講年度
/Academic year
2015年度 開講年次
/Year offered
3
開講学期
/Semester(s) offered
前学期 開講コース・課程
/Faculty offering the course
情報理工学部
授業の方法
/Teaching method
講義 単位数
/Credits
2
科目区分
/Category
専門科目
開講類・専攻
/Cluster/Department
先進理工学科
担当教員名
/Lecturer(s)
安井 正憲
居室
/Office
東6-936(安井)
公開E-mail
/e-mail
安井<myasui@uec.ac.jp>
授業関連Webページ
/Course website
なし
更新日
/Last update
2015/03/02 09:38:44 更新状況
/Update status
公開中
/now open to public
講義情報/Course Description
主題および
達成目標(2,000文字以内)
/Themes and goals(up to 2,000 letters)
主題:
化学概論、化学熱力学で学習した内部エネルギー、エンタルピー、エントロピーの概念の延長となる自由エネルギーの概念とそれらの間の関係を学ぶ。
また、化学ポテンシャルの概念を導入して二相間の平衡条件を導出する。
その結果を利用して沸点上昇・凝固点降下や平衡定数と標準自由エネルギー変化との
間の関係を理解する。化学平衡については平衡定数の表わし方やその温度変化の
表式などを解説する。電気化学ポテンシャルと電池の章では電解質溶液の性質
や酸塩基の概念、電池の組み立ての基礎となる電極反応、電気分解、酸化還元
電極、標準電極電位などについて学習する。
達成目標:
物質の状態変化を熱力学的な視点から捉え、熱力学関数を用いて
定量的に表現できることを理解する。
前もって履修
しておくべき科目(1,000文字以内)
/Prerequisites(up to 1,000 letters)
化学概論、化学熱力学
前もって履修しておくこ
とが望ましい科目(1,000文字以内)
/Recommended prerequisites and preparation(up to 1,000 letters)
特になし
教科書等(1,000文字以内)
/Course textbooks and materials(up to 1,000 letters)
教科書:「理工系学生のための化学基礎」(野村・川泉共編 学術図書出版)1年次のものでよい
参考書:「化学熱力学」(佐野瑞香著、裳華房)
    「化学熱力学」(渡辺 啓著、サイエンス社)
    「基本化学シリーズ6 物理化学」(久下 謙一他著、朝倉書店)
    「入門化学熱力学 - 現象から理論へ」(山口 喬著、培風館 )
    「実例で理解する 入門熱力学」(小宮山 宏著、培風館 )

自習書:「演習 化学熱力学」(渡辺 啓著、サイエンス社)
    物理化学一般については「アトキンス 物理化学(上・下)」
    (P. W. Atkins 著、千原 秀昭・中村 亘雄 訳、東京化学同人 )
授業内容と
その進め方(2,000文字以内)
/Course outline and weekly schedule(up to 2,000 letters)
(a) 授業内容:おおむね以下の内容で進める。多少前後する場合もある。
   ({}内は講義内容に対応する教科書中の章番号)

  第1回 イントロダクション、熱力学第1法則・第2法則までの復習{6、7.1~7.7}
  第2回 自由エネルギー(ギブズ、ヘルムホルツの自由エネルギー){7.8}
  第3回 熱力学の基本式、他の熱力学関数との関係式{7.9}
  第4回 化学ポテンシャルの定義、部分モル量{7.10}
  第5回 理想気体・理想溶液の化学ポテンシャル、多成分系の相平衡{7.11、11.4}
  第6回 ラウールの法則、希薄溶液の性質(ヘンリーの法則){11.1~11.3}
  第7回 希薄溶液の性質(沸点上昇、凝固点降下、浸透圧、分配の法則){11.5~11.6}
  第8回 中間試験とその解説
  第9回 クラウジウス・クラペイロンの法則、ギブズの相律、1成分系の状態図{8.1~8.4}
  第10回 2成分系の状態図、沸点図、共沸点(共沸混合物)、共融点(共融混合物){8.5}
  第11回 化学反応の平衡条件、圧平衡定数{9.1~9.2}
  第12回 濃度平衡定数、解離平衡、不均一系の平衡、平衡定数の温度変化{9.3~9.6}
  第13回 電気化学ポテンシャルの定義、電極反応、電極電位{10.1~10.2}
  第14回 半電池、電池、電池の起電力{10.2}
  第15回 全体の復習、演習とその解説


(b) 授業の進め方
  板書を主として講義を進める。ほぼ毎回演習問題を宿題とする。
  クリッカーを持参すること。
実務経験を活かした
授業内容
(実務経験内容も含む)
/Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習
(予習・復習等)(1,000文字以内)
/Preparation and review outside class(up to 1,000 letters)
予習:テキストを読んで、おおよその内容をつかむ。
復習:板書では、特に数式の誘導について全て書いていないはず。
   様々な熱力学的表現を自ら導出することが理解を深めること
   につながる。また、テキストの例題、演習問題を解くことを
   勧める。宿題は必ず自分で考え、提出すること。
   他の演習テキストを用いることも理解を深めることに有効である。
成績評価方法
および評価基準
(最低達成基準を含む)
(1,000文字以内)
/Evaluation and grading
(up to 1,000 letters)
(a) 評価方法:中間試験・期末試験、出席状況、ミニテスト(宿題)の
  結果を用いておおむね以下のように評価する。

  成績評価=(平常点、演習の評価点×20%)+(中間試験の評価点×30%)+
       (期末試験の評価点×50%)

(b) 評価基準:以下の到達レベルをもって合格とする。いずれにおいても
  熱力学関数の関係式を用い、関係式の持つ意味としての物質の状態について
  理解していることが要求される。
 (1) 自由エネルギーを説明でき、熱力学の基本式を導出できること。
 (2) 化学ポテンシャルを説明でき、これを用いて簡単な系(理想溶液など)の
   平衡を説明できること。
 (3) 1成分系および2成分系の相平衡を説明でき、状態図(相図)を用いて系
   の状態を説明できること。
 (4) 化学平衡についてギブスの自由エネルギーを用いて説明できること。
 (5) 電極電位、起電力を説明できること。
オフィスアワー:
授業相談(1,000文字以内)
/Office hours(up to 1,000 letters)
月曜日16:30-18:00
その他の時間でもかまわないが、いずれにせよ事前に電子メールなどで
連絡しておいてほしい
学生へのメッセージ(1,000文字以内)
/Message for students(up to 1,000 letters)
*毎回出席し、教科書(上に示してある)を必ず持参すること。
*覚えることが学ぶことではない。考え方を理解することが最も大事である。
その他
/Others
なし
キーワード
/Keywords
熱力学、自由エネルギー、化学ポテンシャル、沸点上昇、凝固点降下、化学平衡、平衡定数、電解質溶液、電池、電極電位、標準電極電位、起電力