<理工共通>物理化学(平衡・速度論)

概要

本講では，1年次生必修科目『物質生命理工学(化学)』で学んだ熱力学を化学反応に応用する。化学反応を論ずるには，反応が到達する位置を決める平衡論とそこへ到達する速度を決める速度論を理解することが基本となるが，特に工学上重要な『どれだけの時間をかけて反応が進むのか?』の知見を得るには速度論の知識が必要となる。また，環境問題を定量的に論じる上でも平衡・速度論は必須のツールである。 授業では化学平衡と反応速度をテーマに解説する。化学平衡に関してはギブスの自由エネルギーを出発点として，平衡定数，平衡計算，平衡に対する温度・圧力の効果等を学習する。また，反応速度に関しては速度式のたて方から反応次数，速度定数，実用上重要な複合反応，連鎖反応等の多成分系の解析法を学習する。また，理論的な取扱い(単分子反応理論，遷移状態理論)についても簡単に紹介する。気相反応を中心に解説するが，時間があれば溶液反応についても述べる．応用力・実践力を身につけるため，演習を積極的に行う。また，速度解析および数値計算の基礎を身につけるために，時間と人数が許せばコンピュータ実習も行う予定である。 CP2に基づき，理工共通科目Ⅱ群科目である本講義を通して，化学(物理化学)の基礎を理解することを目標とする。 尚，本年度は【対面+オンデマンド】での開講となるため，『授業実施方法に係る追加情報』を読んで理解した上で受講すること。ただし，同欄に記載されている授業および試験実施形態は，今後コロナの感染状況によって変更されることがある。

目標

どれだけの時間をかけて反応が進むか，反応が最終的にどこまで進むか，について定量的に予測できるよう実践力を磨く。また，化学，物理，生物の各分野で扱われている諸現象が，平衡と速度の概念に基づいていることを理解する。 DP2に基づき，化学(物理化学)において最先端で活躍できる専門知識を身につけるとともに，真理の探究および人類の発展や幸福に寄与する創造的な研究開発を行う力を養う。

授業外の学習

予習は不要。授業の講義内容を理解し，関連する問題を解けるように復習をしっかりすること。授業で行う演習問題を時間内に解くことができなかった場合には，次回までの宿題とすることがある。復習所要時間は3時間程度(190分)。

所要時間: 190分