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公式

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結果

理論収量
24.4296
生成物のグラム数
限定反応物のモル数 0.555093 mol
化学量論比(生成物/限定反応物) 1
生成物のモル数 0.555093 mol

理論収量とは?

理論収量とは、反応が完全に進行し、損失が一切ないと仮定したときに、その化学反応が生み出せる生成物の最大量のことです。理論収量は、最初に消費される反応物である「限定反応物(律速反応物)」と、釣り合った化学反応式によって決まります。本ツールは、限定反応物の質量をモル数に換算し、釣り合った反応式から得られる化学量論的なモル比を掛け合わせ、最後に生成物のグラム数へと変換します。

限定反応物が生成物の最大量を決定することを示すフラットな図
理論収量とは得られる最大の生成物量で、限定反応物によって決まります。

このツールの使い方

まず、限定反応物の質量(グラム)とそのモル質量(g/mol)を入力します。次に、釣り合った反応式に書かれているとおりに、生成物と限定反応物の係数を入力し、生成物のモル質量を入力してください。ツールは理論収量(グラム)に加えて、途中で求まるモル数も表示するので、計算過程の確認にも役立ちます。

計算式の解説

はじめに、限定反応物のモル数 = 質量 ÷ モル質量 で求めます。 $$n_{lim} = \dfrac{m_{lim}}{M_{lim}}$$ 続いて、化学量論比 = 生成物の係数 ÷ 限定反応物の係数 を計算します。モル数にこの比を掛けると生成物のモル数が得られ、さらに生成物のモル質量を掛けると理論収量(グラム)が求まります。すなわち、収量 = (m/M) × (c生成物/c限定反応物) × M生成物 です。 $$\text{Yield} = \dfrac{m_{lim}}{M_{lim}} \times \dfrac{c_{prod}}{c_{lim}} \times M_{prod}$$

理論収量の計算式の手順を示すフラットなフローチャート
この式は限定反応物の質量をモルに変換し、モル比を適用して、生成物の質量に戻します。

計算例

反応 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O において、メタン(CH₄、モル質量 16.04 g/mol)16 g を燃焼させると、CO₂(モル質量 44.01 g/mol)が生成します。CH₄ のモル数は \(16 \div 16.04 \approx 0.9975\) mol です。CO₂ と CH₄ の比は 1:1 なので、CO₂ のモル数も約 0.9975 mol となり、収量は約 \(0.9975 \times 44.01 \approx 43.9\) g の CO₂ になります。

よくある質問(FAQ)

限定反応物とは何ですか? 最初に完全に消費される反応物のことで、生成できる生成物の量の上限を決めます。理論収量は必ずこの限定反応物を基準に計算します。

理論収量と実収量はどう違いますか? 実収量は実際に実験室で測定される量で、副反応や損失のため通常は理論収量より小さくなります。収率(%)=(実収量 ÷ 理論収量)× 100 で求められます。

生成物の係数の方が大きい場合はどうなりますか? 比が 1 より大きい場合、限定反応物 1 モルあたりに生成する生成物のモル数が多くなるため、収量はその比に比例して増加します。

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