生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
MAC300YC（材料化学 / Materials chemistry 300）無機素材反応化学Reaction Chemistry of Inorganic Materials
明石 孝也Takaya AKASHI
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 | H8584 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 月4/Mon.4 |
| 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 |
環境応用化学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
(Course outline) The objective of this class is to learn thermodynamics and phase diagrams for engineer and researcher to fabricate and handle inorganic materials. For deep understanding, many exercises will be used.
(Learning Objectives) Students are expected to understand thermodynamics and phase diagrams,
(Learning activities outside of classroom) Student must understand the content of the previous class.
(Grading Criteria /Policy) Final grade will be calculated according to quizzes in classes (10%),mid-term examination (40%), term-end examination (50%), and in-class contribution.
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
無機素材を取り扱う技術者・研究者として必要な状態図と熱力学の基礎を学び、演習により理解を深める。
到達目標Goal
状態図を駆使して無機素材のプロセッシングや評価を行える能力を身に付けることを到達目標とする。
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. ）
擬一元系状態図から擬三元系状態図までの演習を段階的に行い，状態図に関する理解を深める。解説の後に演習を行い，学生の解答状況に合わせて適宜解説を加える。
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。
第1回[対面/face to face]：相律
相の数え方，示強変数と示量変数の違い，Gibbsの相律，Gibbsの相律の使い方を，演習を通して学ぶ。
第2回[対面/face to face]：擬一元系状態図(1)
ファンデルワールスの状態方程式を用いて, CO2のp(圧力)-V(体積)図を作成し，擬一元系状態図の読み方を，演習を通して学ぶ。
第3回[対面/face to face]：擬一元系状態図(2)
CO2のp(圧力)-V(体積)図とCO2のT(温度)-p(圧力)図の関係を，演習問題を解くことで理解を深める。
第4回[対面/face to face]：二元系状態図(1)：
二元系の正則溶液の混合ギブズエネルギー曲線を作図し，モル分率と温度の状態図を作製する。
第5回[対面/face to face]：二元系状態図(2)：酸化還元
金属の酸化反応のギブズエネルギー変化の計算し，自発的な反応が進む方向を決定する。
第6回[対面/face to face]：二元系状態図(3)：エリンガム図
金属と酸化物共存状態における平衡酸素分圧を計算するとともに，エリンガム図の使い方を演習する。
第7回[対面/face to face]：中間テスト
前半の演習の理解度をチェックする。
第8回[対面/face to face]：二元系状態図(4)：てこの原理
モル分率vs.温度の状態図を読み，温度が変化した際の状態変化を理解する。また、状態図のてこの原理も理解する。
第9回[対面/face to face]：二元系状態図(5)：昇温および冷却過程における状態の変化
モル分率vs.温度の状態図を読み，温度が変化した際の状態変化を理解する。
第10回[対面/face to face]：二元系状態図(6)：昇温および冷却過程における状態の変化
モル分率vs.温度の状態図を読み，温度が変化した際の状態変化に関する理解を深める。
第11回[対面/face to face]：擬三元系状態図：昇温および冷却過程における状態の変化
三角図の読み方を演習を通して学び，酸化物の擬三元系状態図の液相面を解読する。
第12回[対面/face to face]：熱力学計算の実際(1)：レアメタルの分離・回収
蒸気種の平衡蒸気圧を計算して、気相を介したレアメタルの分離・回収を理解する。
第13回[対面/face to face]：熱力学計算の実際(2)：酸素濃淡電池
熱力学計算の実際(3)：固体微粒子の熱力学的安定性
水素－水蒸気混合雰囲気における平衡酸素分圧を計算し，酸素濃淡電池の起電力を計算する。
固体微粒子の界面エネルギーを計算し，熱力学的安定性を考察する。
第14回[対面/face to face]：熱力学計算の実際(4)：非酸化物材料の高温酸化
非酸化物/酸化物界面における蒸気種の平衡蒸気圧を計算して、高温酸化挙動を理解する。
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】 毎回の授業中に出題する演習問題による評価が大部分を占める。したがって，前回までの講義内容を復習して理解を深めておくこと，講義の進捗状況に合わせて次回に出題される範囲を予習しておくことが重要である。
テキスト（教科書）Textbooks
特に使用しない。
参考書References
・アトキンス 物理化学（上）第10版：中野元裕、上田貴洋、奥村光隆、北河康隆 訳、東京化学同人
・見方・考え方 合金状態図：三浦憲司・小野寺秀博・福富 洋志 著、オーム社
・プログラム学習 相平衡状態図の見方・使い方：山口明良 著、講談社サイエンティフィク
成績評価の方法と基準Grading criteria
毎回の授業中に出題する演習問題(10%)，中間試験(40%)，期末試験(50%)，授業への取組み姿勢により，総合的に評価する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
学生の理解度を把握するために、対面授業を実施する。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
関数電卓。テスト以外ではノートパソコンを持ち込んでも良い。
その他の重要事項Others
鉄鋼業界の企業にてプロセス開発研究を行っていた教員が、その経験を活かして、材料開発のために必要となる状態図の読み方や熱力学の基礎について講義する。