電気分解の気体体積計算
96485.3321クーロンの電荷を1分子あたり電子2個で流すと、0.5 molの気体、つまりSTPで11.2リットルが発生します。電荷と電子数を入力すれば、モル数と体積が手順付きで分かります。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 電荷
- 96,485.3321
- 電子数
- 2
- Q
- 96,485.3321
- N e
- 2
- ファラデー定数
- 96,485.3321
- F
- 96,485.3321
電気分解の気体体積計算機は、セルを通過した電気量と気体分子あたりに移動した電子数から、標準状態で発生する気体の体積を求めます。授業のファラデー問題、水分解の見積もり、コーディング型カタの期待値は、完全な電気化学スイートを開かずに同じ電荷→体積経路を必要とします。
STPで発生した気体に対するファラデーの法則の意味
ファラデーの電気分解の第一法則は、電極で生じる物質量とセルを流れる電気量を結びます。モル数が分かれば、選んだ標準状態での体積は、その状態での理想気体のモル体積 V_m とモル数の積です。教室問題ではほぼ常に標準温度・圧力で 22.4 L/mol を使い、これが本計算機の既定モル体積です。
典型的な教科書の半反応は H₂ 1分子あたり電子2個、水の電気分解の O₂ 1分子あたり電子4個なので、同じ総電荷では水素のモル数は酸素の2倍となり、気体の2対1の体積比と一致します。電荷は非負でなければなりません。負の「通過電荷」クーロンは本ページの物理入力ではなく拒否されます。
電子数は非ゼロでなければなりません。
実用的なヒント、限界、関連検索
クライアントを制御できる場合は、事前整形した文字列より数値を送ることを推奨します。数値文字列は厳密な有限数値パターンに一致する場合のみ受理されます。呼び出す前に電流と時間を自分で電荷に変換してください。
電流がアンペアで一定、時間が秒なら Q = I × t です。モル体積を教科書の標準状態に合わせてください — 古典的STPなら 22.4 L/mol、より精密な値なら約 22.414 — 採点基準と答えが揃います。
本ページは電気分解気体体積計算機、ファラデー則による気体体積、電荷からSTP気体体積をオンラインで探す人向けであり、モル・圧力・温度からの理想気体 V = nRT/P ソルバーでも、化学量論のモル比体積ツールでも、電極析出質量計算機でもありません。
電荷と分子あたり電子数が既知でSTP体積だけが未知のときに本機能を選び、すでに気体のモル数がある場合はモル数からの体積ツールを使ってください。
活用例
電気化学ヘルパーの単体テスト
既知の電荷→体積ケースと、意図的なゼロ電子拒否を、コーディング型カタの期待値と CI フィクスチャ用に生成します。
よくある質問
電気分解の気体体積はどのように計算しますか？
標準状態の体積はモル数×モル体積 V_m（既定はSTPで 22.4 L/mol）です。
電荷にはどの単位を使えばよいですか？
クーロンです。 電流がアンペア、時間が秒の場合は先に Q = I × t を計算してから charge を渡してください。
水の電気分解で水素が酸素の2倍できるのはなぜですか？
水素1分子には電子2個、酸素1分子には電子4個が必要だからです。同じ電荷では水素のモル数が酸素の2倍になり、よく知られた2対1の体積比になります。
22.4 L/mol以外のモル体積を使えますか？
使えます。指定しなければSTPでの22.4 L/molを使いますが、授業や実験で使う標準状態に合わせて別のモル体積を入力できます。教科書の丸め方に合わせてファラデー定数も変更できます。
電子数をゼロにするとどうなりますか？
計算は受け付けられません。電子数がゼロだとゼロで割ることになり答えが定まらないためです。負の電荷も物理的な量ではないため、同じように受け付けません。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-volume-electrolysis \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"charge":96485.3321,"electrons":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-volume-electrolysis", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"charge": 96485.3321,
"electrons": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-volume-electrolysis",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"charge": 96485.3321,
"electrons": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-volume-electrolysis", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"charge":96485.3321,"electrons":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"charge":96485.3321,"electrons":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-volume-electrolysis", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"charge": 96485.3321,
"electrons": 2
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.gas_volume_electrolysis",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
制限
max_abs | 1000000000000 |
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
電荷 Q をクーロン、分子あたり電子数 n_e を入力してください — 例えば水の電気分解では水素が2、酸素が4 — 必要ならファラデー定数や標準温度・圧力で使うモル体積も上書きできます。本ツールは Q を n_e と F の積で割った気体のモル数、モル数にモル体積を掛けたSTP体積、二重命名フィールド、読みやすい式文字列、順序付きの代入手順を返し、宿題確認・実験レポート・パイプライン試験が同じ決定的な JSON を参照できるようにします。電子数がゼロのとき商は未定義なので、API は infinity や無意味な体積ではなく invalid_input を返します。経路は純粋な決定的算術 — ネットワークなし、乱数シードなし、壁時計依存なし — なので、無料のブラウザ実行器と前払い API は、固定小数点丸めのあと毎回同じ結果を返します。
STPで発生した気体に対するファラデーの法則の意味
半反応で n_e 個の電子を要する気体分子について、発生する気体のモル数は、クーロン単位の電荷 Q を n_e とファラデー定数 F の積で割った値に等しく、F は電子1モルあたりおおよそ 96485 クーロンです。n_e を固定して電荷を倍にするとモル数と体積も倍になり、電荷を固定して n_e を倍にするとその化学種のモル数は半分になります。n_e がゼロだとモル数は Q をゼロで割ることになり未定義で、その拒否が本機能の定義的なエラー契約です。検証経路は公開フィールドと同じ12桁固定丸めで Q/(n_e·F) を再計算し V_m を掛けるので、成功応答には常にテストやワークシートで断言できる手順が付きます。
APIの呼び出し方と戻り値
ファラデー定数とモル体積は指定時に厳密に正でなければなりません。必須の有限数2つを含む JSON 本体を送ってください：charge（別名 Q, charge_passed, coulombs, q）はクーロン、electrons（別名 n_e, n_electrons, z, electrons_per_molecule, n）は発生気体分子あたりの移動電子数です。任意で faraday（別名 F, faraday_constant, faradayConstant）を含められ、省略時は既定 96485.3321 C/mol が使われます。任意で molar_volume（別名 Vm, V_m, stp_molar_volume, molarVolume）を含められ、省略時は教室STP既定の 22.4 が使われます。絶対値は公開上限の1兆以内に収め、Worker とブラウザ上の IEEE 倍精度で中間積が有限に保たれるようにします。電荷は非負、電子数は非ゼロ — 絶対値が 1e-15 以下の値はゼロとみなし、モル数 = Q/(n_e·F) にゼロ電子は無効である旨のメッセージで拒否します。成功時、応答は charge, electrons, faraday, molar_volume を短名・長名の両方で丸めてエコーし、moles と moles_of_gas にファラデーモル数、v と volume にSTP体積、formula に V = Q/(n_e·F)·V_m の文字列、rearrange と equation に読みやすい恒等式、message に短い要約、steps に順序付き代入行配列を設定します。検証失敗 — 欠落フィールド、非有限数、絶対限界外、負の電荷、ゼロ電子、非正の F または V_m — は invalid_input を返し課金されません。料金は成功リクエストごとに固定 $0.002（単位アイテム、限界単価ゼロ）です。
実用的なヒント、限界、関連検索
入力を公開された絶対範囲内に保ち、Q/(n_e·F) とモル体積の積がソルバーの拒否対象となる非有限体積へ溢れないようにしてください。指導時は例を対にしてください：H₂ 1分子あたり電子2個で1ファラデーの電荷なら既定 V_m で 0.5 mol と 11.2 L、電子2個で2ファラデーなら 1 mol と 22.4 L、そして electrons を意図的にゼロにしたケースでゼロ除算を防ぐ強い invalid_input 経路を示します。invalid_input を返す失敗タスクは前払い残高を消費しないため、学習者が意図的に electrons をゼロにしても探索スクリプトを安く保てます。往復確認は簡単です：手計算で Q を n_e·F で割り V_m を掛け、同じ12桁丸めで公開体積と一致することを確かめ、n_e 固定で電荷を倍にすると体積も倍になることを確認してください。
連携の活用例
ファラデー気体体積の宿題確認
学習者は教科書の電荷と分子あたり電子数を入力し、手計算のモル数とSTP体積を提出前に決定的な JSON 結果と照合します。
水の電気分解実験の体積見積もり
実験班は測定したクーロン合計を、H₂（n_e=2）と O₂（n_e=4）の半反応についてSTPでの水素・酸素の予想体積に換算します。
技術的な質問
electrons がゼロのときはどうなりますか？
ゼロ除算は未定義です。本ツールは infinity や架空の体積ではなく invalid_input を返します。
水の電気分解ではどの n_e を使いますか？
H₂ には 2（2H⁺ + 2e⁻ → H₂）、O₂ には 4（2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻）を使います。同じ総電荷では水素のモル数は酸素の2倍になります。
電気分解の気体体積計算機は無料ですか？
ブラウザツールは無料でローカル実行されます。API 呼び出しは前払い KIT 残高を成功リクエストごとに $0.002 で使用し、失敗タスクは課金されません。