このツールでできること
この化学量論計算ツールは、ある反応物の質量から、その化学反応で生成する生成物の量を求めます。考え方の中心は「モル」です。まず反応物の質量をモルに換算し、釣り合った化学反応式から得られるモル比を掛け、最後に生成物のモル質量を使って質量へ戻します。釣り合っていれば、どんな反応でも、どの反応物と生成物の組み合わせでも計算できます。
使い方
出発点となる反応物の質量、そのモル質量(g/mol)、釣り合った反応式でその反応物の前に付く係数、注目する生成物の係数、そして生成物のモル質量を入力してください。ツールは生成物の理論質量に加えて、反応物と生成物それぞれのモル数も返します。
計算式の解説
基本となる関係式は次のとおりです。
$$m_{\text{prod}} = \frac{m_{\text{react}}}{M_{\text{react}}} \cdot \frac{c_{\text{prod}}}{c_{\text{react}}} \cdot M_{\text{prod}}$$
最初のかっこは反応物のモル数を表します。これに係数比(生成物の係数 ÷ 反応物の係数)を掛けることで、釣り合った反応式のモル比に従って生成物のモル数へ変換します。さらに生成物のモル質量を掛ければ、モルからグラムへと戻せます。
計算例
反応 2 H₂O → 2 H₂ + O₂ を考えます。水(モル質量 18.015 g/mol)10 g から、水素ガス(モル質量 2.016 g/mol)はどれだけ生成するでしょうか。水のモル数は \(10 \div 18.015 = 0.5551\ \text{mol}\)。H₂ と H₂O のモル比は \(2 : 2 = 1\) なので、H₂ のモル数も 0.5551 mol になります。よって H₂ の質量は $$0.5551 \times 2.016 = 1.119\ \text{g}$$ です。
よくある質問
これは理論収量ですか、それとも実際の収量ですか? 反応物がすべて消費され、それが限定反応物(律速試薬)であると仮定した場合の理論収量(最大値)です。実際の収量はこれより少なくなります。
係数はどこから決めるのですか? 釣り合った化学反応式から取ります。各化学種の前に付いている数字が係数です。
限定反応物の計算にも使えますか? 使えます。最初になくなる反応物を入力して計算すれば、その反応が作り出せる生成物の最大量がわかります。