生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
APC200YC(複合化学 / Applied chemistry 200)機器分析学Instrumental Analysis
髙橋 純一Junichi TAKAHASHI
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | 生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2023 |
授業コードClass code | H7024 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
曜日・時限Day/Period | 木3/Thu.3 |
科目種別Class Type | |
キャンパスCampus | 小金井 |
教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
配当年次Grade | |
単位数Credit(s) | |
備考(履修条件等)Notes |
成績優秀者の他学部科目履修制度で履修する学 生:教員の受講許可が必要(オンライン授業の場合は、学習支援システムで許可を得るようにする) |
他学部公開科目Open Program | |
他学部公開(履修条件等)Open Program (Notes) | |
グローバル・オープン科目Global Open Program | |
成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
成績優秀者の他学部科目履修(履修条件等)Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
SDGsCPSDGs CP | |
アーバンデザインCPUrban Design CP | |
ダイバーシティCPDiversity CP | |
未来教室CPLearning for the Future CP | |
カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
千代田コンソ単位互換提供(他大学向け)Chiyoda Campus Consortium | |
カテゴリー<生命科学部>Category | 学部共通科目 |
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Outline (in English)
The main objective of this course is to understand the whole process of instrumental analysis, from the sample preparation to the evaluation of analytical results. The theory of trace elemental analysis will mainly be described through the example of atomic spectrochemical techniques. The different goals between practical analysis in the field and theoretical analytical chemistry in the lab are discussed. Furthermore, adequately understanding the meaning of basic terms of instrumental analysis will allow analysts to avoid confusion during data evaluation.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的(何を学ぶか)Outline and objectives
機器分析学は,分析装置を用いて試料中の化学種および元素の状態,濃度を把握することを目的とする。分析化学の一部であり,この授業では主として原⼦スペクトル分析装置による実際の微量⾦属分析を例にとって、分析法の原理・装置の構成と共に、サンプリングから結果の考察に到るまでの過程を学ぶ。授業の前半は各種の機器分析法について原理・装置構成・用語を学び,後半は現場での分析に焦点を当て,分析化学と現場分析の⽬指すゴールの違いを理解する。また分析の失敗例から試料とは何か、正しい分析値とは何を意味するのか,そしてなぜ分析に失敗するのかを考察し,結果の解釈におけるリスクについて学ぶ。
到達目標Goal
試料前処理から結果の解釈に到るまでの流れを把握し,分析設計を自分で組み立てられるようになること。分析者として機器分析における用語について誤解のないように誰にでも説明できること。分析装置の原理,構成をなぜ知る必要があるのかを説明できるようになること。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか(該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連)Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
DP2
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)(学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. )
プロジェクターを使う講義形式をとる。毎回,短い課題を与える。課題回答に対しては,基本的には個別にコメントをつけてフィードバックするが,授業前に前回の説明を行うこともある。
アクティブラーニング(グループディスカッション、ディベート等)の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク(学外での実習等)の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching:対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]:機器分析の考え方・ガイダンス
分析を実際に行っている現場について概略説明し,なぜ分析しなくてはいけないのかについて講義する。
2[対面/face to face]:機器の概要:放射線を使う分析法と生体関連分析法
シンクロトロン,原子炉のような大型放射線設備を利用する元素分析法について説明する。方向を変えてタンパク質のアミノ酸構成,DNA配列分析に使用する前処理装置について講義する。
3[対面/face to face]:分析の基本用語
機器分析で使用する基本用語のうち単位,純度,感度,検量線,検出限界,不確かさなどについて講義する。
4[対面/face to face]:X線分析
X線について説明し,これを使う主たる分析法であるX線回折と蛍光X線をとりあげる。
5[対面/face to face]:原子吸光法・水銀およびヒ素
分析装置の各論として原子吸光分析をとりあげる。特殊な応用例として水銀およびヒ素の分析を紹介する。
6[対面/face to face]:ICP分析法
原子スペクトル分析の発展形として誘導結合プラズマ(ICP)発光分析および質量分析をとりあげる。
7[対面/face to face]:顕微鏡・小テスト
試料の「形態を見る」という点から,顕微鏡について説明する。各種顕微鏡の構造,光学顕微鏡から電子顕微鏡,トンネル顕微鏡へと進展していった経緯について講義する。課題提示の代わりに小テストを実施する。レポートとして提出すること。
8[対面/face to face]:分析設計
実際に分析を行う際のプロセスを組み立てる,という分析設計について説明する。その流れに従って実試料のサンプリングについて述べる。分析から離れて,対象試料としての硫酸について講義する。
9[対面/face to face]:試料前処理および容器について
分析装置にかける前の試料処理について講義する。原⼦スペクトル分析法は原則的に液体試料を導入するものであり,固体試料を液化する必要がある。特に極低濃度を扱う際には容器の選択・洗浄についても注意が必要となる。
10[対面/face to face]:実試料分析
工場排水の分析,太陽電池に用いるシリコンの不純物分析,鉄鋼,食品等についての分析例を紹介する。
11[対面/face to face]:環境汚染の問題
身近な環境汚染の例を紹介する。分析化学の知識を応用する。授業後半の時間を使って2回目の小テストを実施する。その場で回答を仕上げる。
12[対面/face to face]:危険行為・カドミウムと亜鉛の分析例
分析実験を実施するときの危険⾏為や危険な対象試料について説明する。原子吸光法の特殊な応用例としてカドミウムと亜鉛の分析例についても紹介する。前回の小テストについて解説することも予定している。
13[対面/face to face]:分析の失敗例
毛髪分析,天然水晶の分析,鉄鋼中のリン分析などについて紹介する。なぜ失敗したかに焦点をあてる。
14[対面/face to face]:分析結果を考える
社会問題を取りあげながら分析結果の重みについて考える。最終課題を提示する。
授業時間外の学習(準備学習・復習・宿題等)Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】授業後に毎回の課題を解いて提出すること。授業に使用するファイルを事前に提示するので目を通しておくこと。
テキスト(教科書)Textbooks
特に指定しない。
参考書References
G.D.クリスチャン 分析化学Ⅱ機器分析編など
成績評価の方法と基準Grading criteria
毎回の課題,小テスト,最終課題ともにレポート形式で行う。レポートとしての体裁,文章の出来不出来も内容と共に評価する。誤字脱字,意味不明の文章,期限後の提出などは厳しく減点する。覚えているかより考えているかを重点的にみる。授業参画度:出席点(10%)および毎回の小課題に対する解答を授業参画度としても評価する(10%)。小テスト(各20%)。最終課題(40%)。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
毎回の課題回答提出時に,授業に対する意見などを記してもらう。随時,質疑応答の時間を設ける予定でいる。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
なし