実験式（組成式）とは？
実験式（組成式）とは、化合物に含まれる原子の数を最も簡単な整数比で表したものです。たとえばグルコースの分子式は C₆H₁₂O₆ ですが、組成式は CH₂O となります。この計算ツールは、各元素の質量または質量パーセントといった実験データを、この最も簡単な整数比へと変換します。
使い方
各元素について、その量（グラム単位の質量、または「質量パーセント」モードを選んだ場合はパーセント値）と、モル質量（g/mol）を入力します。パーセント値は 100 g のサンプル中のグラム数として扱われるため、どちらのモードでも結果は同じになります。入力できる元素は 2〜4 種類で、不要な行は空欄のままで構いません。ツールは各元素の量をモル質量で割ってモル数を求め、さらにそのモル数を最小値で割って比を算出します。
計算式の解説
まずモル数を求めます：$$n_i = \frac{\text{Amount}_i}{\text{Molar Mass}_i}$$次に最小値で割って正規化します：$$\text{Ratio}_i = \frac{n_i}{\min(n_1,\,n_2,\,n_3,\,n_4)}$$こうして得られた数値を整数に丸めると、それが化学式の添字になります。比が 1.5 や 1.33 のような分数に近い値になった場合は、すべての比に小さな整数（2 や 3）を掛けて整数に直します。
計算例
ある化合物の組成が C 40.0%、H 6.7%、O 53.3% だとします。モル数は \(\text{C} = 40.0/12.01 = 3.331\)、\(\text{H} = 6.7/1.008 = 6.647\)、\(\text{O} = 53.3/16.00 = 3.331\)。最小値は 3.331 なので、比は $$\text{C}\ 1.00 : \text{H}\ 1.996 : \text{O}\ 1.00 \approx 1 : 2 : 1$$ となり、組成式は CH₂O と求まります。
よくある質問
質量とパーセント、どちらを使えばいい？ どちらでも構いません。質量パーセントは数学的に 100 g のサンプル中のグラム数と同じなので、どちらを入力しても同じ比が得られます。
比がきれいな整数にならないのはなぜ？ モル質量による小さな丸め誤差は通常起こります。整数から約 0.1 以内の値は四捨五入して整数にし、それ以外の場合はすべての比に 2、3、4 を掛けて分数を解消してください。
これで分子式も分かりますか？ いいえ。分子式は組成式の整数倍です。その倍数を求めるには、化合物のモル質量が必要になります。
