【界面化学】
(Surface chemistry)
[化学科 3群 A選択 科目(配当年次: 第3学年 ) ]
[生物科学科 3群 B選択 科目(配当年次: 第3学年 ) ]
 
単  位:2単位 単位認定者: 岩橋槇夫
授業期間: 前期  15コマ 科目分担者:
授業形態: 講義  週1コマ
 
授業の目的

我々の日々の生活や食品・化粧品・機械・建築・電子産業界において界面およびコロイド化学は大きな役割を演じている。表面(界面)は、気体や液体、固体それぞれ単独の集合状態(バルク)とは異なる特殊な場であり、この表面(界面)の示す特異的な性質、コロイド分散系の物理化学的物性や界面現象について学び、これらの性質が様々な産業分野でいかに応用され、実用的な面でも重要であることを理解できるようになることを目的とする。

教育内容

界面の特異性について概説し、界面の性質が支配的に作用するコロイド系について紹介する。さらに、表面張力と表面自由エネルギー、界面活性剤、液体および固体表面への吸着、界面電気現象を解説する。日常使うものの物性の原因、産業界で必要な技術の基礎である界面現象とその原因を物理化学的観点から理解できるよう解説する。

教育方法

板書を中心に配布資料も利用する論述形式の講義。

 
講義内容(シラバス)
項  目 担当者 授業内容

1回

界面とコロイド粒子

岩橋

DVD資料を使って「界面・コロイドの世界」を広く紹介する。表面・界面の特異性、コロイドの特徴が理解でき、説明できるようになる。

2回

コロイドの分類と調製法

岩橋

コロイドの分類、調整方法とその応用:コロイド分散系の調整法、粒子サイズの制御、単分散粒子の調整法とその応用が理解できるようになる。

3回

表面張力・界面張力(1)

岩橋

表面張力:表面張力、表面エネルギー、液体の表面張力測定法が理解できるようになる。

4回

表面張力・界面張力(2)

岩橋

界面張力:界面張力や界面張力測定法が理解できるようになる。

5回

表面張力が関わる現象(1)

岩橋

内部圧と蒸気圧:液体微粒子の内部圧と蒸気圧について説明できるようになる。

6回

表面張力が関わる現象(2)

岩橋

ギブズの吸着等温式:ギブズの吸着等温式について説明でき、使えるようになる。

7回

前半のまとめ(中間試験)

岩橋

前半の確認と復習

8回

界面活性剤の構造と性質

岩橋

界面活性剤の構造と性質:界面活性剤の構造と作用、HLBと界面活性剤の用途、界面活性剤の分類について説明できるようになる。

9回

界面活性剤のミセル形成とcmc

岩橋

界面活性剤の役割:界面活性剤のミセル形成とcmc、界面活性剤の溶解性、エマルション、ベシクルについて理解し、説明できるようになる。

10回

固体表面の性質(1)

岩橋

吸着:固体表面の吸着、物理吸着と化学吸着について理解し、説明できるようになる。

11回

固体表面の性質(2)

岩橋

吸着・濡れと接触角:固体表面への吸着理論、濡れと接触角について理解し、説明できるようになる。

12回

界面電気現象(1)

岩橋

電気二重層とゼータ(ζ)電位:電気二重層とゼータ(ζ)電位について理解し、説明できるようになる。

13回

界面電気現象(2)

岩橋

界面動電現象とDLVO理論:界面動電現象とDLVO理論について理解し、説明できるようになる。

14回

分子組織膜

岩橋

自己組織膜:不溶性単分子膜、LB膜、自己組織膜、生体膜、液晶について理解し、説明できるようになる。

15回

まとめ

岩橋

全体の確認と復習

 
到達目標

表面(界面)の特異性を物理化学的視点から捉え、これにより生じる現象や実際に応用されている実例について理解し、説明できるようになること。

評価基準

平常点(レポート)10%、中間試験(40%)、定期試験(50%)

準備学習
(予習・復習)

毎回配布資料の該当部分を読み、前回までの基本事項を復習しておくこと。 参考書を利用して毎回復習すると良い。次回授業の関連項目についても予め参考書に目を通しておくことが望ましい。

その他

化学熱力学を履修している方が望ましい。

 
  (書  名) (著者名) (出版社名) (定価)
教科書 特になし
参考書 界面化学 基礎化学コース 近澤正敏・田嶋和夫 丸善(株) 3,000円
現代界面コロイド化学の基礎 日本化学会 偏 丸善(株) 5,200円