単位数: 2. 担当教員: 壹岐 伸彦. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TCH-APC301J. 開講言語: 日本語／Japanese.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
分析化学は、様々な物質を同定して定量する方法、すなわち化学分析法を設計する学問である。この授業では、分析化学の基盤である溶液内反応を定量的に扱う方法を学ぶ。
２．概要
化学反応を定量的に表現することに習熟するため、化学量論と物質収支式、電荷収支式および平衡定数の式の取り扱いを、酸塩基、錯形成、酸化還元、沈殿溶解などの分析化学反応を例として学ぶ。
３．達成目標等
・物質収支式および電荷収支式の取り扱いと質量作用則を理解し、平衡定数および化学種の平衡濃度の推算を行うことができる。
・いくつかの化学分析法が成立する要件と操作条件を，平衡論に基づいて考察できる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Object
Analytical chemistry is a discipline to construct methods for chemical analysis aimed at identification and quantification of substances. In this lecture, we learn methods to describe chemical equilibria in aqueous solutions in quantitative fashions.
2. Summary
To gain ability to describe chemical equilibria in solution, we learn chemical stoichiometry, mass and charge balances, and equilibrium constants through application to examples such as acid-base, complexation, redox, and precipitation.
3. Goal
You are expected
1. to estimate concentration of species in equilibria through equations of mass and charge balances and definition of equilibrium constants.
2. to set conditions to design chemical analysis on the basis of equilibria.
本講義は化学熱力学に立脚しているので「基礎物理化学」の履修が前提である。また分析化学反応として錯形成や酸化還元を中心に扱うので「基礎無機化学」の履修も必須である。
必修科目「化学・バイオ工学実験A」には分析化学に関わるテーマが設けられているので、本授業科目を履修することが肝要である。
Students are requested to have completed a course in "Basic Physical Chemistry." Completion of "Basic Inorganic Chemistry" is highly recommended, because most of the reactions dealt with in this lecture are Lewis Acid-Base reactions and redox. Students are encouraged to take "Analytical Chemistry," because there is a theme on analytical chemistry in "Laboratory Experiments A."
1．イントロダクション，物質の量と濃度
2．溶液内化学平衡：平衡定数と収支式
3．酸塩基平衡：定義，酸解離平衡定数と水の自己解離
4．酸塩基平衡：酸解離定数の決定，酸塩基対の存在割合
5．酸塩基滴定曲線と指示薬
6．緩衝剤の設計
7. 錯形成平衡：安定度定数とHSABの概念
8. 錯形成平衡：条件安定度定数
9. キレート滴定法
10. 酸化還元平衡：電位とNernstの式
11. 酸化還元滴定
12. 二相間分配：沈殿平衡と抽出
13. 沈殿平衡に及ぼす因子
14. 溶媒抽出法：多様な抽出システム
15. 総括
1. Introduction. Amount and concentrations of substance.
2．Chemical equilibrium in solution. Equilibrium constant and mass and charge balances.
3．Acid base equilibrium. Acid dissociation constant and autoprotolysis.
4．Fraction of acid-base pair and determination of acid dissociation constant.
5．Acid-base titration and pH indicator
6．pH Buffer
7. Complexation: Stability constants and HSAB rule
8. Complexation: Conditional stability constants
9. Chelatometry
10. Redox reaction: Electrode Potential and Nernst’s equation
11. Redox titration
12. Two-phases partition: Precipitation and extraction
13. Factors affecting precipitation
14. Solvent extraction of metal chelates
15. Conclusion
復習やレポート課題に取り組むほか，教科書や記載の演習問題での自学自習が必要である．
In addition to review and assignments, thorough study of the textbook is necessary.
テスト成績を70％、および講義時間ごとに課する小レポート成績を30％とし、総合的な評価を行う。
テストの実施形態については追ってアナウンスする。
70% by exam, 30% by assignments. Details for the exam will be announced during the course.
N/A
相談受付月日 ： 授業実施日の５校時目
場所 ： 教授室(W601)
相談内容等 ： 事前にアポイントを取ること。
Appointment by e-mail is required.
【注意・Attention!】再試験は実施しない．Re-examination will not be provided.
No
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