千葉大学工学部共生応用化学科 教育GPプログラムWEBサイト

互いに混合しあう二つの液体の組成と沸点の関係は，二成分の組み合わせにより大きく異なった挙動を示します。 これは，混合物の構成成分の組成変化とともに混合物の熱力学的性質が変化することに由来しています。
本実験では，理想溶液系であるn-ヘキサン―n-ヘプタン系と非理想溶液系であるn-ヘキサン―アセトン系について， それぞれ組成を変化させた場合の沸点を実際に測定し，溶液二成分における混合物の混合比と沸点の関係を求めて考察します。 ここで学ぶ熱力学的な概念は，化学工業において最も重要な“蒸留”分離･精製操作に広く応用されています。

赤外分光法は分子構造についての多くの情報が得られ，科学の広い分野で用いられています。
本実験ではHClの回転振動スペクトルからH-Clの原子間距離や力の定数を求めます。
量子化学計算では，HClのポテンシャルエネルギーを計算し，赤外スペクトルから得られた構造と比較します。
また，量子化学計算は分子軌道を可視化することもできます。
そこで，触媒に強く吸着し反応を阻害することが知られている一酸化炭素(CO)の吸着状態を計算し， どのような仕組みで触媒表面に強固に結合しているかを学びます。

化学工場では，原料タンク，反応器，精留塔，熱交換器，生成物タンクなどが張り巡らされ配管によって結ばれており， 配管中の物質輸送にかかる摩擦等は重要な要素です。
流体は，配管内で流動させると流体と管壁との摩擦によりエネルギー損失(圧力損失)が生じます。
本実験では，1日目に円管内に気体を流通させたときの流量と圧力損失を実測し， 2日目に理論的に予想される圧力損失と実測値の差異をパソコンの表計算ソフトを利用して検討し，理論の妥当性を検証します。

電気化学は，電池や工業的な電気分解など電極上で起こるさまざまな化学反応を理解する上で重要です。 2つの電気化学実験をとおして平衡電極電位や電気分解についての基礎を学びます。
1. 濃度の異なる銅イオン溶液中において銅電極の電極電位を測定します。 ネルンスト式とデバイヒュッケルの極限法則を用いて標準電極電位E0を求めます。
2. 銅イオンの水溶液から電気分解によって銅を回収し，ファラデーの法則と電流効率について学びます。

酸化チタンや硫化カドミウムのように半導体と呼ばれる物質は，電子が充満した価電子帯と空の伝導帯， およびこれらを隔てるバンドギャップ(禁制帯)で表されるエネルギー構造をもちます。
これらの物質は，光励起に伴って生じた電子・正孔対が光触媒作用を示すことが知られており， 環境にやさしいエコマテリアルとして注目されています。
本実験では，TiO₂系半導体の紫外可視スペクトルの測定によりバンドギャップを求め， 固体の電子構造への理解を深めると同時に，固体光触媒に関する知見を得ます。
さらに，TiO₂の有する光触媒活性についてメチレンブルーの分解反応を利用して定量的な評価を行います。

ガスクロマトグラフィー(GC)は，気体および揮発性化合物の同定や定量に用いられる分析手法の一つです。 成分の分離には担持液相を固定した中空のキャピラリーカラムや充填カラムが用られ，分離成分を検出器で分析します。
本実験では，充填カラムを備えた自作のGCを用いて， 検出器の動作原理・PCへのオンラインデータ取り込み方法・室内空気の組成分析法を学びます。
また，この基本操作を応用して，密閉容器内でろうそくを燃焼させ燃焼前後の容器内の気体の組成変化を GC及びガス検知管で分析します。

物質の酸性度は分子構造や置換基などにより大きく異なります。
例えば，カルボン酸は水溶液中において，一部が解離し弱酸性を示しますが，置換基により酸性度が変わります。
そこで本実験では，弱酸の電離定数の求め方や分子構造による電離定数の違いについて学びます。
実験では数種類のカルボン酸の濃度を中和滴定により決定し，各溶液の抵抗値を測定し電離定数を求め， 置換基の電子吸引性および電子供与性基が導電率に及ぼす影響について考察します。

化学反応を速度論的に解析することは，反応の効率化を図るだけでなく， その反応の機構を詳細に理解する上で非常に重要です。
本実験では，水素イオンの典型的な均一系触媒作用として知られる酢酸エチルの加水分解反応を例に挙げ， 反応速度論的に解析を行います。反応の進行とともに生成する酢酸の量を中和滴定によって定量し， その経時変化を調べることによって反応を追跡します。
速度論的な解析を行い， 本反応が酢酸エチルに関して擬一次反応であることを理解し， さらに，触媒濃度と反応速度定数との関係から理想的な均一系触媒反応であることを学びます。

廃棄物を最小限に抑え，有害試薬を使用せずに資源を有効利用する“環境にやさしいモノづくり”は， 環境の世紀と謳われる現代社会全体の要求であり， このような革新的なモノづくりのためには高機能触媒の開発が必要不可欠です。
本実験では，4日間を通して銅系触媒の調製からその特性評価，触媒活性評価を学び，固体触媒について理解を深めます。 最初の2日間は，共沈法による銅系触媒の調製を行います。
3日目に調製した触媒を用いたメタノールの改質反応を行い触媒活性の評価を行います。
4日目には，触媒の比表面積をBET法により求め，多分子層吸着について学びます。