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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
活量をはじめ、溶液の物理化学的性質を理解することを目的とする。
2．概要
基礎項目としての熱力学に基づいて液体の特徴を理解させ、金属やイオン性液体などの溶液を対象として、それらの種類とその特徴を述べる。混合に伴う構成成分の挙動を熱力学的性質に基づいて述べると共に、溶液の構造、成分の活量・成分間の相互作用との関連を講義する。
３．達成目標等
本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｋに関する能力を含めて習得する。一般液体の通性および溶液の基礎的物理化学を理解し、材料製造プロセスで液体・溶液が関わる現象に潜在する物理化学を理解するための基礎的知見を習得する。
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. Objective
In this course, the lecturer explains the physical chemistry of solution, such as activity and activity coefficient.
2. Outline
This course provides explanations of the type and characteristics of solutions on the basis of thermodynamics and helps students understand the principle and the relationship of the solution structure, activity of component and the interaction between the components.
3. Goal
This course includes our program outcomes of A, B, C, D, and K.
This course is designed to help students understand the basics of common properties of liquid and physical chemistry of solution and help students explain the phenomenon in smelting process with fundamental knowledge of physical chemistry.
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１． 目的
化学の諸原理を確立し敷衍する物理化学の基礎を学ぶための第一歩として，本講義では，物質の状態変化および化学変化についての熱力学的及び速度論的な理解の仕方を学習する。そこで基礎となる概念と，定量的な手法の習得を目的とする。
２．概要
状態変化の扱い方を学ぶとともに，熱力学諸法則，熱力学的状態量（エンタルピー，エントロピー，自由エネルギー，化学ポテンシャル等）の定義とそれらの定量的表現法，さらには，具体的な応用についても学習する。次に，熱力学的知見の重要な展開として，化学平衡と溶液の諸性質を議論し，最後に，速度論の基礎を学ぶ。
３．達成目標等
この授業では，主に以下のような知識・スキルの修得を目標とする。
・ 物質変化・状態変化に対しての熱力学的理解とその定量的表現。
・ 実際の物質変化・状態変化の解析法とその応用。
・反応速度に関する基礎的理解と定式化及び決定法。
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1. Objective
Physical chemistry is a base of chemical principles to describe wide variety of chemical phenomena. To learn the basics of physical chemistry, understanding in the physical states of matters and chemical reaction in terms of thermodynamics and chemical kinetics is of particular importance. This course aims to deepen understanding in those concepts and quantitative description.
2. Summary
First, this course provides students with basic knowledge such as phase transition, principles of thermodynamics, definition and usage of state functions (enthalpy, entropy, free energy, and chemical potential), and their application to real systems. Second, thermodynamics of properties of solutions and chemical equilibrium. Third, chemical kinetics.
3. Goal
Students will acquire knowledge and develop the skills on the following matters:
1) Understanding and description of phase transition and chemical reaction by thermodynamics.
2) Quantitative description and analysis of such changes in real systems.
3) Description of chemical kinetics by rate law and kinetic analysis.
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１．目的
界面が関与する固体の物性と，固体／液体界面での電荷移動を伴う化学反応（電気化学反応）あるいは、電極界面現象についての理解を深め、基礎的知識を修得することを目標とする．
２．概要
電気化学反応とは、電極（固体）側にある電子の溶液側のイオン・分子への電子移動を含む反応であり、反応の起こる場所である電極・溶液界面の電気二重層の構造、速度論について講義する。
３．達成目標等
電解質溶液の性質、電気化学平衡、界面電気二重層、電極反応速度について説明できる。
こうした基礎的知識を基に、電極表面科学、燃料電池、リチウム電池等の応用分野への展開原理が理解できる。
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This class aims to learn about basics of electrochemical reaction and behaviors of electrons and ions at solid-liquid interface. Students will learn about property of electrolyte, electric double layer, redox potential, and kinetics of electrode. The basic knowledges will help us to understand practical electrocatalysis, corrosion, photoelectrochemistry, bioelectrochemistry, principle of fuel cell and lithium ion battery.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
本講義は、鉄鋼や非鉄金属の金属材料製造や新素材創製に必要な化学熱力学について、すでに学んだ基礎的事項を実際の製錬・精製プロセスへ応用し、それらを熱力学を用いて解析できるレベルにまで高める事を目標とする。
前半では、素材製造プロセスを解析する場合の基礎として、多成分系相平衡、反応パスと相解析、電気化学、ポテンシャルダイアグラム、融体・溶液の熱力学・構造・物性（測定法）・溶液モデル等について説明し、後半では、鉄鋼製錬（製銑・製鋼）や非鉄金属製錬（銅・亜鉛・鉛等のベースメタルやレアメタル）プロセスの、化学熱力学を用いた解析方法についての事例の紹介と演習を行い理解を深める。
講義は対面形式とオンラインの併用で行う予定。
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Thermodynamics is one of the most important subject for the production process of steel nonferrous metals and new materials In this lecture, the fundamentals which have already studied are applied to analyses the actual smelting and refining process.
Initially, multicomponent phase-equilibrium, phase analysis and reaction pass, electrical chemistry, potential diagram, structure and physical properties of liquid and solution model are explained. After them, the analyses of actual process by thermodynamics are explained for iron & steelmaking, smelting of Cu, Zn, Pb and rare metals. For the deep understanding, some example is calculated as exercise.
This lecture is given by both a physical lecture and on line style.
Class code of class room is "u45db7i ".
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
この科目ではGoogle Classroomを使用して、講義資料と講義情報を発信します。
クラスコード: hswkzyo
1．目的
固体電極/電解質系においては，電極界面を通しての電子移動過程を伴う化学反応が生ずる。このような反応は電極反応と呼ばれ，エネルギー変換，情報変換および物質変換において重要な役割を果たしている。ここでは電極反応の基礎概念を学ぶことを目的とする。
2．概要
電気化学ポテンシャルの概念，起電力の発生機構，電極反応の熱力学，電極反応の速度論等の基礎知識について講義を行う。
3．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のA，B，C，Dに関する能力を含めて修得する。
・電極電位の概念を理解し，電池の起電力を説明する事ができる。
・電極反応速度の概念を理解し，反応速度を決める要因を説明する事ができる。
・化学電池や金属腐食の原理を理解し，説明する事ができる。
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This course uses Google Classroom to provide lecture materials and lecture information.
Google Classroom: hswkzyo
Objective:
The purpose of this course is to acquaint students with fundamental knowledge about electrochemistry. This course deals with four aspects of electrochemical systems:
1. Ionics describing ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes;
2. Electrode potentials describing Nernst equations and their applications;
3. Theories of electrode/electrolyte interfaces;
4. Kinetics of electrochemical reactions describing Butler-Volmer equations.
Outcomes:
Describe ion-ion interactions in solvents and conductance of electrolytes
Explain the concepts of electrochemical potential and current density, and to apply Nernst equation to electrochemical systems.
Describe the electrochemical double layer based on common models
Explain relationships between current density and electrode potential, and to extract kinetic parameters from electrochemical data.
This course includes our program outcomes of A, B, C, D.
本講義では、金属、半導体やセラミックスなど高温プロセスによって製造されている材料プロセスの理解に必要な熱力学、材料工学、結晶成長に関する基本的事項を修得することを目的とする。機械系出身者など、材料系以外の学生にも基礎から学べるように講義レベルを設定している。
具体的には、以下の３つの内容について講義を行う。
（１）熱力学、熱化学データ集、状態図、融体物性等の基礎について理解する。
（２）材料工学（結晶欠陥、組織、機械的性質、組織観察法等）の基礎について理解する。
（３）結晶成長および結晶の形態等に関する基礎を理解する。
液体界面は我々の周りに広く見られ、気液界面、液液界面、固液界面と多岐にわたり、蒸発や凝縮はもとより、抽出や分離、センサー、電気化学反応など多くの例で重要な対象である。本講義では、これらの液体界面の現象を理解するための理論および計測方法の基礎を概説する。
学部で学んだ物理化学、とくに熱力学をもとに不均一な界面系に応用する発展を扱い、界面を特徴づける量を熱力学の観点から理解する。そして界面の熱力学を基盤として、さらに統計力学、電気化学、分光学、分子シミュレーションなどの手法と知見と取り扱う。
Liquid interfaces, including gas-liquid, liquid-liquid and solid-liquid, are ubiquitous in our life, and play important roles in a number of phenomena, such as vaporization, condensation, extraction, separation, sensing, electrochemical reactions, etc. This course deals with fundamental aspects of theory and measurements for liquid interfaces.
This course is based on physical chemistry, particularly thermodynamics, in undergraduate level, and extend the physical chemistry to heterogeneous systems including interfaces. We further treat statistical mechanics, electrochemistry, spectroscopy and molecular simulation to explore the detailed structure and dynamics at liquid interfaces.
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１．目的
「化学の基礎」としての物理化学と化学反応の基礎を、演習を通して習得する。
２．概要
構造論（量子化学、化学結合論）、物性論（有機分子，気体）、平衡論（熱力学、溶液化学、状態変化）ならびに反応（速度論，有機反応）に関する問題演習を行う。
３．達成目標等
演習を通じて、基礎の習得とその確認を行い、さらに応用につながるような知識を身につける。
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1. Purpose
Learn the basics of physical chemistry and chemical reactions through exercises.
2. Overview
Exercises on structural theory (quantum chemistry, chemical bond theory), physical property theory (organic molecules, gases), equilibrium theory (thermodynamics, solution chemistry, change of state) and reactions (kinetics, organic reactions).
3. Goals
Through exercises, students will learn and confirm the fundamentals and acquire knowledge that will lead to further application.
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１．目的
高分子を考えるうえでの基本的な知識、すなわち高分子構造および高分子物性、高分子合成に関する基礎を理解する。バイオ高分子や繊維、ゴム、プラスチック等を例に挙げ、高分子の化学構造と物性・機能の関わりを分子レベルで考察し、構造と機能の関係を考える力を身につけることを目的とする。
２．概要
高分子の考え方、高分子構造、高分子物性、高分子合成の基礎的な事項を概説する。バイオ高分子や高分子材料の構造と機能との相関を論じる。
３．達成目標等
・繊維、プラスチック、ゴムなどの構造を分子論的にイメージすることができる。
・分子量分布、ガラス転移点など、高分子に特徴的な性質を正確に理解し、説明することができる。
・ラジカル重合、イオン重合など、基本的な高分子合成反応を理解し、説明することができる。
・バイオ高分子や高分子材料の構造と役割を理解し、説明することができる。
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The purpose of this course is to learn the fundamentals of polymer chemistry such as polymer concepts, polymer structure, polymer properties and polymer synthesis. The course also aims to deepen understanding of the relationship between chemical structures of various macromolecules (polymer molecules) and their physical properties in a molecular level.
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（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
界面でどのように電子が移動し、また反応するのか、その基礎的理解は、光触媒やリチウムイオン電池などの電気化学デバイス、また、太陽電池やトランジスタなどの固体素子の開発に必要不可欠である。本講義では、固体の電子状態、特に半導体のバンド構造と電子統計の初歩的な理解から始まり、マーカス理論に基づく金属-液体界面で電荷移動反応、半導体物理に基づく半導体-金属、あるいは半導体-半導体界面での電流-電圧特性、さらには、光触媒作用や二次電池特性の理解には不可欠な半導体-液体界面，かつ物質-液体界面での電荷/イオン移動現象やについて、化学者の目線で、できるだけ平易な解説を試みる。
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
For further improvement of electrochemical devices of photocatalysts and lithium ion batteries, and solid-state devices of solar cells and transistors etc.., the basic understanding of charge transfer processes of electrons or ions at an interface should be indispensable, and their resultant chemical reactions and/or physical transport phenomena taking place at the interface are important for their applications. This lecture will provide not only the basic knowledge of semiconductor physics such as the band theory and electron statistics, but also various topics of interfacial charge transfer phenomena, which include Marcus theory, and photocatalysis and charge/discharge in secondary batteries at a solid-liquid interface in electrochemistry, and diodes and transistors of a solid-solid junction in electronics. The explanations will be given in an easy way from the viewpoints of the chemists.