開講年度
開講学部等
2025
工学部
開講学期
曜日時限
授業形態
AL(アクティブ・ラーニング)ポイント
前期
水1~2
講義
時間割番号
科目名[英文名]
使用言語
単位数
1061320030
物理化学II[Physical Chemistry II]
日本語
2
担当教員(責任)[ローマ字表記]
メディア授業
藤井 健太[FUJII Kenta]
ー
担当教員[ローマ字表記]
藤井 健太 [FUJII Kenta]
特定科目区分
対象学生
対象年次
2~
ディプロマ・ポリシーに関わる項目
カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
メディア授業
×
メディア授業とは,メディアを利用して遠隔方式により実施する授業の授業時数が,総授業時数の半数を超える授業をいいます。
メディア授業により取得した単位は,卒業要件として修得すべき単位のうち60単位を超えないものとされています。
授業の目的と概要
物理化学Iで学習したエネルギー(内部エネルギー、エンタルピー、エントロピー)に加え、熱力学の中核をなす自由エネルギーの概念を新たに導入し、純物質(一成分)や多成分系での平衡、化学反応を伴う化学平衡の基礎を理解する。平衡が何によって支配されており、その本質を構成する原理原則がどこにあるのかを学ぶ。
授業の到達目標
・自由エネルギーの概念と化学ポテンシャルについて理解する。
・純物質や多成分系における相平衡を理解し、物質の状態を説明できるようになる。
・理想溶液、希薄溶液中の化学ポテンシャルや束一的性質について理解し、説明できるようになる。
・化学平衡と自由エネルギーの関係を具体的に示し、化学反応を熱力学的観点から説明できるようになる。
授業計画
【全体】
以下に記述した項目について講義をおこなう。各講義の最初に演習問題の解説(20分程度)を行う。また、最後の20~30分で当日復習または演習問題を行う。
講義に関するアナウンス、課題の提出などは修学支援システムにて行う。
項目
内容
授業時間外学習
備考
第1回
導入
物理化学Ⅰの復習、化学平衡の概念
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第2回
自由エネルギーについて
ヘルムホルツ自由エネルギーとギブズ自由エネルギーの概念
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第3回
熱力学基本式とマクスウェルの関係式
マクスウェル関係式の考え方、熱力学状態方程式の導出
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第4回
ギブス自由エネルギーの性質
ギブスエネルギーの温度依存性、圧力依存性
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第5回
化学ポテンシャル
化学ポテンシャルの概念、自由エネルギーとの関係
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第6回
相平衡
純物質(1成分)での相平衡と化学ポテンシャル
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第7回
相平衡
クラペイロン-クラウジウス式、相平衡の温度・圧力依存性
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第8回
中間まとめ
中間演習
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第9回
混合の熱力学
部分モル量
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第10回
溶液の性質
理想溶液:ラウールの法則、ヘンリーの法則
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第11回
溶液の性質
溶液の束一的性質
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第12回
化学平衡
化学反応とギブス自由エネルギー
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第13回
化学平衡
平衡定数と化学平衡
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第14回
化学平衡と反応速度論
後期必修科目「反応速度論」への橋渡し
授業内で指示した課題・宿題、全体の復習(学習の目安:2時間以上)
第15回
総括
期末試験
期末試験に備えて、講義ノート、演習課題を中心に十分な復習を行うこと。
※AL(アクティブ・ラーニング)欄に関する注
・授業全体で、AL(アクティブ・ラーニング)が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A:グループワーク】、【B:ディスカッション・ディベート】、【C:フィールドワーク(実験・実習、演習を含む)】、【D:プレゼンテーション】
A: --% B: --% C: --% D: --%
成績評価法
定期試験70%、課題・宿題30%
教科書にかかわる情報
教科書
書名
アトキンス物理化学(上)
ISBN
9784807906956
著者名
Peter Atkins, Julio de Paula著 ; 千原秀昭, 中村亘男訳
出版社
東京化学同人
出版年
2009
備考
基本的に教科書に沿って授業を進める。演習問題も教科書の問題を利用することが多いので、教科書は必ず購入すること。
演習では計算問題を行うので、関数電卓を持参すること。
参考書にかかわる情報
備考
物理化学系の参考書(教科書)は多数出版されている。工学部図書館に準備されているので、その内容をみて、各自の理解の助けになるものを使って(必要に応じて購入して)下さい。
メッセージ
物理化学の内容は、一見無味乾燥に見えますが、化学の全ての分野で共通する基礎事項を取り扱っています。すぐに理解ができなくとも、繰り返し学習をすることで、また学年が進行するにつれ、理解できることもあります。やみくもに数式を暗記するのでは無く"概念"="考え方"を理解するように努めて下さい。
キーワード
熱力学、平衡、自由エネルギー
持続可能な開発目標(SDGs)
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(持続可能な生産と消費)持続可能な生産消費形態を確保する。
関連科目
物理化学I、反応速度論、分析化学、応用化学実験II
履修条件
連絡先
研究室(藤井):本館南棟4F,412号室(内線電話 9212)
e-mail: k-fujii(at)yamaguchi-u.ac.jp (at = @)
オフィスアワー
毎週水曜日10:30~12:00
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