| 開講学期／Course Start | 2018年度／Academic Year 前期／First |
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| 開講曜限／Class period | 金/Fri 1,金/Fri 2 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 機械航空創造系学科 |
| 対象学年／Year | 3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 選択 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 材料電気化学／Electrochemistry for Materials |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 佐伯 功(機械航空創造系学科材料工学コース) |
| 時間割コード／Registration Code | B2333 |
| 連絡先／Contact |
佐伯 功(K-709 0143-46-5634 isaos@mmm.muroran-it.ac.jp) |
| オフィスアワー／Office hours |
佐伯 功(木曜10:30-12:00 AM10.30-12 onThursday) |
| 更新日／Date of renewal | 2018/03/20 |
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| 授業のねらい ／Learning Objectives |
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、講義の後半では電気化学の応用分野に関して電池・燃料電池・腐食と防食・めっき・工業電解について取り扱い、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な理解を促す。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
材料工学の専門能力を培う１科目として,以下の到達度を目標とする 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） (25%) 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） (25%) 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） (25%) 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） (25%) |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）： 24 時間 1週目 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) (資料moodleで配布) 6週目 化学反応速度論(1)律速過程と活性化エネルギー (資料moodle) 7週目 化学反応速度論(2)一次および二次反応速度式 (資料moodle) 8週目 電極速度論(1) 電位が決める電流1 (4章 p.57-65) 9週目 電極速度論(2) 電位が決める電流2 (4章 p.66-72)? 10週目 電極速度論(3) 物質輸送が決める電流1 (5章 p.73-84) 11週目 電気化学測定法 ボルタンメトリー (6章 p.85-101) 12週目 材料電気化学(1) 固体電解質と燃料電池 (9章 p.137-147) 13週目 材料電気化学(2) 電池と燃料電池 (10章 p.149-166) 14週目 材料電気化学(3) 光電気化学 (11章 p.167-184) 15週目 材料電気化学(4) めっき・表面処理 (12章 p.185-199) 16週目 テスト１ 1-14週の内容 |
| 教科書 ／Required Text |
基礎化学コース 電気化学(ISBN:9784621081129) |
| 教科書・参考書に関する備考 |
[教科書] 渡辺正ほか著「基礎化学コース 電気化学」丸善 [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 [備 考] ・教科書は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。 ・参考書はどちらも図書館に配本してある。大変内容の良い書物なので参照されたい。 |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
１００点満点で評価する。各回の講義内容の復習の小テストを次回の講義の始めに実施する。各回4点満点X14=56点満点で評価する。期末試験は44点満点で採点する。これらの合計が60点に達した場合合格とする。 各到達度目標の評価方法は次のように行う。 目標1について：復習課題および,もしくは期末試験で化学反応および,もしくは電気化学反応に関する問題を出題し,達成度を評価する。 目標２について：復習課題および,もしくは期末試験で化学平衡および,もしくは電気化学平衡に関する問題を出題し,達成度を評価する。 目標3について：復習課題および,もしくは期末試験で化学反応および,もしくは電気化学反応の速度論に関する問題を出題し,達成度を評価する。 目標4について：復習課題および,もしくは期末試験で化学および,もしくは電気化学の応用に関する問題を出題し,達成度を評価する。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
１ 定期試験に対して再試験を１回だけ実施する。例外はない。 ２ 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 。 ３ 資料の配布、授業の変更や緊急時の連絡はすべてE-learning system Moodleで行う。 ４ 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 ／Message from Lecturer |
電気化学は熱力学（物理化学）の応用分野である。熱力学や物理化学が主に概念の理解に重心を置いていたのに対し,電気化学では電位や電流という外乱に対する系の応答を解析的に結びつけることに力点がおかれている。従って,教科書に現れる数式のすべてが正しく理解され数値を用いて正確な解答を導く能力が求められる。個々の例題などを講義時間中に解答するのは時間的に不可能であり,これらはすべて提出課題として自ら取り組んでもらうようにすることとしたい。コンスタントに短時間の復習を繰り返すことにより,継続的学習能力を身につけてもらいたい。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
材料工学コースの学習目標の(D)に対応 JABEE教育プログラムの学習教育到達目標の(d)に対応 |
| 関連科目 ／Related course |
[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]1年次開講の実用材料学,材料特性の基礎,2年次開講の結晶構造学,材料科学A,材料工学実験A,材料物理化学B,固体化学,設計製図基礎,材料科学A演習,弾塑性力学,および材料加工プロセス学の内容を理解していることが前提となる。また,同時期開講の材料精製学および耐環境材料学と関連している。 |
| 備考 ／Notes |
[他学科履修について]応用化学コースの学生諸君は類似内容の講義が応用化学コース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、出席にはカウントしませんのでご注意ください。 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（予復習，反転授業，小テスト，振り返り 等） |
小テスト |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |