ギブズから平衡定数を求める計算機
標準ギブズエネルギー変化を平衡定数に変換します。298.15 Kで−10000 J/molならKは1より大きく生成物が有利で、ΔG°が0ならKはちょうど1です。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
- ΔG(自由エネルギー変化)
- -10,000
- 創造性
- 298.15
- 気体定数
- 8.314
- K
- 56.4965185085
- ln K
- 4.0341790169
- log10 K
- 1.7520216861
このギブズから平衡定数を求める計算機は、化学反応に対する標準熱力学の恒等式K = exp(−ΔG°/RT)を、指定された絶対温度で評価します。標準ギブズ自由エネルギー変化ΔG°と、ケルビン単位の温度Tを入力すると、エンジンは無次元の平衡定数K、自然対数ln(K)、常用対数log10(K)、そして生成物と反応物のどちらが平衡で優勢かを一目で分かるラベルを返します。演算は完全に決定的で、有限数に対する1回の割り算と1回の指数計算だけであり、ネットワーク通信も生成エンタルピー表の参照も日付依存の近道もありません。呼び出す前にエネルギー単位をそろえてください。
平衡定数が示すことと結果の読み方
熱力学的平衡定数Kは、標準的な活量の慣例のもとで系が平衡に達したとき、反応がどれだけ生成物側または反応物側に偏っているかを定量化します。自由エネルギーとその定数を結び付ける閉形式はΔG° = −RT ln Kであり、これを整理するとK = exp(−ΔG°/RT)になります。
Kが大きいと平衡混合物は生成物に富み、Kが小さいと反応物が優勢で、Kが1に近いとバランスの取れた混合物になります。この計算機はその閉形式だけを実装しています。近似的な数式処理システムの経路も、条件のランダムサンプリングもありません。
まずエンタルピーとエントロピーからΔGを求めたい場合や、生成表を参照したい場合、Arrheniusで速度論を解きたい場合は、それぞれ専用のツールを利用してください。
ΔG°からのKが学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか
学生がギブズ自由エネルギーと平衡定数の結びつきに出会うのは、一般化学の単元が自発性の表から定量的なK値へ移るとき、物理化学の講義が化学ポテンシャルからΔG° = −RT ln Kを導出するとき、あるいは試験問題が表にまとめられた自由エネルギー変化を与えて指定温度でのKを求めさせるときです。
教員は、ジュールとキロジュールを黙って切り替えたり指数の符号を反転させたりする不透明な電卓アプリを信用せずに、控えめなΔG°とTの値に対する解答例を事前に生成できます。
開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、熱力学ダッシュボード用の決定的なテストベクトルを用意したり、プロセスデモの前にユーザーが入力した反応パラメータを正規化したり、手書きの大小ラベルではなくKを要求するプログラミング課題の条件を満たしたりします。
実験やプロセス業務では、時間制限のもとでレポートの数値を規定の式と照合できる、平衡定数の速いオフラインの検算源がよく必要になります。プロダクトや教育向けツールでは、学習者が自由エネルギーと温度を入力し、UIがKと明確な生成物優勢または反応物優勢のラベルを表示しなければならないときに、この評価が使われます。このページ上では処理はすべてブラウザ内で完結します。
応答が返った後、データは一切保存されません。
活用例
宿題と試験のK from ΔG°ドリル
教科書の標準自由エネルギー変化とケルビン温度をK = exp(−ΔG°/RT)に代入し、生成物と反応物のどちらが有利かを確認します。
決定的なテストフィクスチャ
単体テストや性質チェック、CIアサーションのために、再現性のあるK、ln_K、log10_K、favorラベルを生成します。
実験レポートとチュータリングソフトウェア
ワークシートやプロッター、対話式の熱力学の授業のために、ユーザーが入力したΔG°と温度を平衡定数に正規化します。
よくある質問
ギブズから平衡定数を求める計算機の料金はいくらですか?
このページ上でブラウザから利用する分には無料です。不正な入力には課金されません。
ΔG°からKはどのように定義されていますか?
K = exp(−ΔG°/(R·T))です。ΔG°は標準ギブズ自由エネルギー変化、Tはケルビン単位の絶対温度、RはΔG°と単位が一致する気体定数です。ΔG°とRの単位は一貫させてください。
このツールはエンタルピーとエントロピーからΔG°を計算しますか?
いいえ。 ΔG°は自分で入力する必要があります。エンタルピーとエントロピーしかない場合は、ΔG = ΔH − TΔSを求めるギブズ自由エネルギー計算機を使い、そのΔG°をここに入力してください。
結果が精度で丸められるのはなぜですか?
既定の精度は小数点以下10桁で、0から15の範囲で設定できます。
ΔG°はどの単位で入力すればよいですか？
気体定数と同じエネルギーの単位にそろえます。J/molならRは8.314のまま、kJ/molならRを0.008314、cal/molなら1.987にします。単位がずれるとKは正しく出ません。
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/equilibrium-from-gibbs \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"delta_g":-10000,"temperature":298.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-from-gibbs", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"delta_g": -10000,
"temperature": 298.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-from-gibbs",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"delta_g": -10000,
"temperature": 298.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-from-gibbs", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"delta_g":-10000,"temperature":298.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"delta_g":-10000,"temperature":298.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/equilibrium-from-gibbs", 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
{
"delta_g": -10000,
"temperature": 298.15
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.equilibrium_from_gibbs",
"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_value | 1000000000000000 |
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
ΔG°がジュール毎モルの場合は既定の気体定数R = 8.314ジュール毎モル毎ケルビンのままにし、ΔG°がキロジュール毎モルの場合はRを0.008314に設定します。宿題や実験レポート、試験対策にはこのページでブラウザから無料で利用できるほか、CIやチュータリングソフト、プロセス設計のデモで再現性のあるKデータが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002でAPIを呼び出せます。
平衡定数の意味と、レスポンスに含まれる内容
入力されたdelta_g、temperature、gas_constantを正規化して返し、指定精度に丸められた平衡定数K、対数スケールの作業やvan't Hoff式の検算に使えるln_Kとlog10_K、products・reactants・equilibriumのいずれかの文字列favorタグ、ΔG°が負のときはtrue、正のときはfalse、結果がごく小さな数値イプシロンの範囲内で平衡状態にあるときはnullとなる真偽値products_favoredフラグ、使用した精度、メソッドタグequilibrium_from_gibbs、式の文字列K = exp(−ΔG°/RT)、そしてΔG°とRの間でエネルギースケールを一致させるよう注意を促す短いunit_noteを返します。エンジンは対応する大きさの範囲内で有限あるいは表現可能なKを構築するか、invalid_inputで入力を拒否するかのどちらかです。拒否されるケースには、delta_gまたはtemperatureの欠落、非有限の値、規定の上限を超える大きさ、ゼロの気体定数、そして絶対ケルビン尺度でゼロまたは厳密に負の温度が含まれます。このページが答えるのはΔG°からの代数的なKの評価のみであり、ワークシートや単体テスト、熱力学データを勝手に作り出してはならないAPI利用者に適した、安定した数値出力を返します。
ΔG°、温度、Rの読み取り方と、それらの再現性の保ち方
数値文字列の先頭に付く任意のプラス記号や指数表記は、有限の10進数として解析できる限り許容されますが、埋め込まれた空白や16進プレフィックス、数値でないトークンは明確なメッセージとともに拒否されるため、不正な入力セルが誤った平衡定数になることはありません。ΔG°がゼロであることは有効で、Kは1になります。優先されるフィールドは標準自由エネルギー変化用のdelta_gとケルビン単位の絶対温度T用のtemperatureですが、ΔG°にはgibbs、dG、deltaG、gibbs_energyという別名が、temperatureにはT、temp、kelvin、temp_k、absolute_temperatureという別名が用意されているため、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームでも同じ契約をそのまま使い回せます。任意のgas_constantは省略時に8.314ジュール毎モル毎ケルビンが既定値となり、別名R、r、gasConstantを使えば、ΔG°がキロジュールやカロリーの場合に一致するRを渡せます。温度は厳密に正でなければならず、Tがゼロまたはゼロ未満の場合、Tによる割り算が未定義で、この関係式では負の絶対温度が物理的にあり得ないため、リクエストはinvalid_inputで失敗します。自動化パイプラインの中で同一の数学的結果が必要になったら、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせ、平衡の計算式を自分で再実装せずに済ませてください。
ΔG°からのKが学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか
APIを通じた場合、成功した検索1件につき$0.002が課金され、検証に失敗した場合は課金されません。無料の対話的な確認と、それと同一の結果を返す有料APIという分業は、KITのtier-Aカタログの他のツールと同じであり、教室のデモから自動化パイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。まずΔGが必要な場合はエンタルピー・エントロピーからのギブズ計算機と、無料で決定的な反応計算機からなる小さな実験室を構築する際は他の化学系エンドポイントと組み合わせて利用してください。
技術的な質問
温度がゼロまたは負の場合はどうなりますか?
入力はinvalid_inputで拒否されます。この式はTで割り算を行うため、ゼロまたは負の絶対温度は物理的にあり得ません。