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教員名 : 阿相 英孝
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開講年度
2025年度
開講学期
前期
科目名
電気化学
授業種別
講義
科目名(英語)
Electrochemistry
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A0400057 電気化学 [S1/S2][対面]
担当教員
阿相 英孝
単位数
2.0単位
曜日時限
火曜2限
キャンパス
新宿
教室
A-0542教室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 0 %
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 % 3 汎用的問題解決力の修得 20 % 4 道徳的態度と社会性の修得 0 % 具体的な到達目標
電気化学の基礎的概念を理解し,電気化学反応を電子の移動現象として説明できる。
電池をはじめ,生活の中で出会う化学・エネルギー変換事象を電位の概念で理解できる。 受講にあたっての前提条件
無機化学Ⅰ、無機化学Ⅱ、無機化学Ⅲを履修していることが望ましい。
授業の方法とねらい
授業の方法:講義形式(対面)で行うと共に,授業内で適宜課題を与える。
授業の狙い:ボルタによる電池の発明やファラデーの法則の確立から始まる電気化学は,物理化学をはじめとするさまざまな自然科学の発達の礎となった。また,生体内の反応の多くが電気化学で説明されている(生物電気化学)。電気化学とは電気エネルギーと化学エネルギーの相互変換の学問であり,また物質(材料)の表面あるいは界面で進行するプロセスの科学とも言える。授業のねらいは,学生が電極反応論から電池の原理まで幅広く電気化学の基礎と応用を理解することである。 AL・ICT活用
特に活用しない
第1回
授業形態
対面
事前学習
教科書1-3ページを熟読し,背景を理解する
1.5時間
授業内容
電気化学の歴史,先端技術を支える生活の中の電気化学
電気化学の概要を解説する 事後学習・事前学習
教科書4-14ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
電解質溶液の性質 イオンの移動度,輸率
電解質溶液の諸特性について解説する 事後学習・事前学習
教科書4-14ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
電解質溶液の性質 活量,ラウールの法則,イオン強度
電解質溶液の諸特性について解説する 事後学習・事前学習
教科書15-25ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
電気分解と電池,電極電位と起電力
電解セルとガルバニ電池の違いを解説する 事後学習・事前学習
第2章を読み直し,基本原理を確認する
3時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
ネルンストの式の応用(1)
水溶液のpH,溶解度積を求める 事後学習・事前学習
前回までの講義内容を復習する
3時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
ネルンストの式の応用(2)
水溶液のpH,溶解度積を求める 事後学習・事前学習
前回までの講義内容を復習する
3時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
学習成果の確認(中間)
事後学習・事前学習
教科書115-128ページを熟読し,キーワードを理解する
教科書117ページを熟読し,金属の溶解や腐食には電位と溶液のpHが関係していることを理解する 3時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
金属の腐食と防食,表面処理(1)
金属の酸化反応を電気化学的な観点で解説する 電位—pH図(プールベイダイアグラム)の構成要素を解説する 事後学習・事前学習
教科書115-128ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
金属の腐食と防食,表面処理(2)
金属の酸化反応を電気化学的な観点で解説する 事後学習・事前学習
教科書27-32ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
電極と電解液界面の構造 電気二重層
電極と電解液が接する界面の現象について解説する 事後学習・事前学習
教科書33-40ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
電極反応の速度 ファラデーの法則
電極反応速度論を解説する 事後学習・事前学習
教科書66-72ページを熟読し,キーワードを理解する
教科書73-88ページを熟読し,キーワードを理解する 3時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
化学電池 一次電池(マンガン乾電池,アルカリ電池)
一次電池の構造や性能について解説する 二次電池(鉛畜電池,ニカド電池,リチウムイオン二次電池),燃料電池 二次電池,燃料電池の構造や性能について解説する 事後学習・事前学習
教科書41-49,95-107ページを熟読し,キーワードを理解する
3時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
光電気化学 半導体のバンド構造,光触媒,太陽電池
電気化学の応用分野に関して特に光が関係する化学反応を中心に解説する 事後学習・事前学習
これまでの講義内容を復習する
3時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
学修到達度の確認(授業内試験)
事後学習・事前学習
これまでの講義内容を復習する
1.5時間
第15回
授業形態
遠隔(オンデマンド)
授業内容
授業内容の振り返り
事後学習
本科目の位置づけ,他の専門科目との関連を理解する
1.5時間
成績評価の方法
授業中に行う課題は理解度を測る目的で行い,授業内容すべてを範囲とする学期末筆記試験を重視する。
第14回目に行う学期末筆記試験の結果(80%)と授業中の課題(20%)をもとに最終的な成績を評価する。 受講生へのフィードバック方法
課題等に関する講評,質問に対する回答などは,授業内で口頭で述べます。
教科書
「基礎からわかる電気化学」(第二版)泉 生一郎 ほか(森北出版)
参考書
「電気化学」渡辺 正 ほか(丸善株式会社)
「電気化学の基礎と応用」美浦 隆 ほか(朝倉書店) 「表面技術者のための電気化学」春山 志郎(丸善株式会社) 「新しい電気化学」電気化学会編(培風館) 「電気化学概論」松田 好晴 ほか(丸善出版) 「これでわかる電気化学」矢野 潤 ほか(三共出版) オフィスアワー
前期金曜日応用化学実験の前後の時間帯 新宿校舎20階2067室
簡単な質問は授業後の教室でも受け付ける 受講生へのメッセージ
電気化学は,化学を電子の流れの面から見直す学問分野であり,情報社会を支える様々なエネルギーデバイスを学ぶためにも重要です。
実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
応用化学科
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅲ3c
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a(Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修) ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
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