開講学期 | 2009年度 後期 |
授業区分 | 週間授業 |
対象学科 | 材料物性工学科 応用物理コース |
対象学年 | 3 |
必修・選択 | 選択 |
授業方法 | 講義 |
授業科目名 | 材料電気化学 (応物) |
単位数 | 2 |
担当教員 | 佐伯 功 |
教員室番号 | K505 |
連絡先(Tel) | 0143-46-5634 |
連絡先(E-mail) | isaos@mmm.muroran-it.ac.jp |
オフィスアワー | 水曜日13−15時 |
授業のねらい | 電気化学は化学エネルギーと電気エネルギー間の直接相互変換に関連した学問であり、電気から化学への変換例としては電気分解やめっきが、逆の例としては電池、センサー、腐食があげられる。本講義ではこれら変換が起こる「溶液」、「電極」における電子やイオンの振る舞いと、電気化学反応を制御している種々の因子を基礎的に理解することを第一の目的とする。また、講義の後半(13週目以降)には電気化学の応用分野に関する紹介として電池とその関連技術をとりあげ、電気化学が材料分野でどのように利用されているかを総合的に理解し、電気化学の利用方法を考案することを第二の目的とする。 |
到達度目標 |
1.溶液中の酸化還元反応を理解し、反応式を自由に書くことができる(基礎能力) 2.熱力学の知見に基づき電位の概念を理解し熱力学データを用い電気化学反応を予測することができる(基礎能力) 3.電極反応が起こる際の溶液中のイオンの振る舞いを理解し、電気化学反応実験データの解析ができる(応用力) 4.電気化学が実社会でどのように応用されているか理解し、近未来の技術開発に対して電気化学がどのように寄与できるかを考えることができる(総合理解とデザイン能力) |
授業計画 |
1週目 シラバスの説明、本講義の概要、 電気化学序論(1) 電気化学系の姿 (1章 p.1-20) 2週目 電気化学序論(2) 物質のエネルギーと平衡 (2章 p.21-36) 3週目 電極平衡論(1) 標準電極電位1 (3章 p.37-48) 4週目 電極平衡論(2) 標準電極電位2 (3章 p.49-56) 5週目 電極平衡論(3) 標準電位-pH図(プールべー図) (プリント配布) 6週目 テスト1 1-5週の内容 7週目 電極速度論(1) 電位が決める電流1 (4章 p.57-65) 8週目 電極速度論(2) 電位が決める電流2 (4章 p.66-72) 9週目 電極速度論(3) 物質輸送が決める電流1 (5章 p.73-84) 10週目 電極速度論(4) 物質輸送が決める電流2 (5章 p.73-76) 11週目 電極速度論(5) 分極曲線とエバンス図 (プリント配布) 12週目 テスト2 7-11週の内容 13週目 電気化学の応用(1)電解液 (8章 p.122-136) 14週目 電気化学の応用(2)固体電解質 (9章 p.137-147) 15週目 電気化学の応用(3)電池 (10章 p.149-166) 16週目 テスト3 13-15週目の内容 |
教科書 | 渡辺 正、金村 聖志、益田 秀樹、渡辺 正義共著「電気化学」丸善、定価2300+税を用いて行うので、開講までに購入しておくこと。また、指数・対数が計算できる電卓、定規が必要なので持参すること。 |
参考書 | 田村、松田「現代電気化学」培風館#、 喜多、魚崎「電気化学の基礎」技報堂出版 など |
教科書・参考書に関する備考 | どちらも図書館に配本して有りますが、教科書は大変内容の良い書物なので、購入しこの講義以外でも活用することをお勧めいたします。 |
成績評価方法 | 100点満点で評価する。テスト1とテスト2はそれぞれ35点満点とし、テスト3は30点満点とする。3回のテストの合計が60点以上の場合、合格とする。 |
履修上の注意 |
1 テストを除いて9回以上の出席が必要(未満の場合は、非履修とみなす)。 2 理由のいかんに関わらず、いずれのテストも再試験、追試験は行わない。 3 授業中の質問は歓迎。オフィスアワーなどでの質問も適宜受け付ける 。 4 授業の変更や緊急時の連絡は授業中または教・研究6号館K棟1階の掲示板で通知をする。 5 不合格の場合再履修しても良い。その場合、過去の出席状況や成績など一切の履歴は参照しない。 |
教員メッセージ | 一度に広い範囲をテストするよりも、狭い範囲で学習をまとめ、1歩1歩確かに前進してもらうために3回のテストを行うことにしました。このような進め方のため、追試験・再試験は実行不可能です。そのため、種々の理由で1回のテストを受けられない場合があっても、他の2回で挽回出来るようにしました。もちろんすべての試験で優れた成績を残せるようにがんばってください。 |
学習・教育目標との対応 |
[材料工学コース]この授業の単位修得は学科の学習・教育目標の、 (D):材料工学の専門能力 、(E):デザイン能力、に対応している。またJABEE基準1(1)の(d)(2):材料のプロセスに関する基本の理解、(e):種々の科学、技術および情報を利用して社会の要求を解決するためのデザイン能力、に対応している。 [応用物理コース]この授業の単位修得は学科の学習・教育目標の、 (F):応用物理専門能力に対応している。またJABEE基準1(1)の(d)(1b)に対応している。 |
関連科目 |
[コース共通]この科目の履修にあたっては、1学年開講の熱力学と物理化学Aの内容を理解していることが前提となる。 [材料工学コース]2学年次開講の物理化学Bの内容を理解していることが前提となる。関連科目は、3学年に開講の材料精製学である。 [応用物理コース]2学年次に材料工学コースで開講の物理化学Bの内容を理解していることが前提となるため、修得を目指す学生は同科目の内容を自習して理解する必要がある。これはなかなか困難なことと思われるので注意されたい。 |
備考 |
[他学科履修について]応用化学科の学生諸君は類似内容の講義が応用化学科で開講されていますのでご遠慮願います。その他学科からの履修を歓迎します。そのさい、上記関連科目の知識があることを前提に講義を進め、成績評価は学生の所属によらず同じ基準で行いますので、その点理解の上講義に参加してください。 [出席要件について]身内のご不幸など、やむなき事情にて出席できないことがありうることを考慮して書いたものであり、理由なく欠席することを容認しているわけでは無いことを理解されたい。教務課に欠席届を提出しても、出席には繰り入れません。他の教員と解釈が異なるかもしれませんが、そのように取り扱います。 |