反応速度データから求める反応次数計算ツール
濃度を0.1から0.2に2倍にしたとき初速度が0.01から0.04になれば、その反応物について二次反応です。2つの速度と、それぞれの濃度を入れると反応次数nが分かります。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
- 速度1
- 0.04
- 速度2
- 0.01
- 濃度1
- 0.2
- 濃度2
- 0.1
- 次数
- 2
- 速度比
- 4
- 濃度比
- 2
- 最寄りの整数次数
- 2
この反応速度データから反応次数を求める計算ツールは、2つの初速度実験から、ある反応物についての反応次数 n を求めます。濃度が2倍になったときに速度が4倍になれば次数は2、速度が濃度と1対1でスケールすれば次数は1、濃度が変化しても速度が変わらなければ零次です。計算経路は完全に決定的な浮動小数点演算のみで、ネットワーク通信もサンプリングも日付依存のショートカットもありません。濃度が等しい場合は、濃度比の対数がゼロになり次数を決定できないため拒否されます。反応速度論の宿題や実験レポート、コンテスト対策にはブラウザで無料でご利用いただけます。
2つの実験で分かる反応次数と表示内容
初等的な反応速度論の授業では、着目する単一の反応物についての速度式は、しばしば rate = k[A]^n と書かれます。温度やその他の物質を一定に保ち、A の濃度だけを変化させた2つの初速度実験を注意深く設計すると、未知の速度定数は2つの速度の比を取る際に消去されます。底は消去されるため、正の対数の底であればどれを使っても構いません。
この計算ツールは内部で自然対数を使用し、安定した浮動小数点の次数を報告します。多数の点にわたるブラックボックスの回帰も、記号計算(CAS)による経路もありません。
学習、実験、ソフトウェア開発における速度データからの次数決定の位置づけ
学生が初速度法に出会うのは、教科書の表に開始濃度の異なる2つ以上の実験と測定された初速度が並び、ある反応物についての次数を読み取る課題が出されるときです。教師は、対数の底を黙って切り替えたり丸めたりする不透明なアプリを信用することなく、きれいな整数の次数や、わずかにノイズを含む非整数の浮動小数点の答えの解答例を事前に作成できます。
開発者は、反応速度論のトレーニングツール向けの決定的なテストベクトルを作成したり、log-log の傾きをプロットする前に実験データからインポートしたペアを正規化したり、あいまいな推測ではなく n を要求するプログラミング課題を満たしたりするために、同じ契約をスクリプトから呼び出します。
コンテストの練習では、時間に追われるなかでグラフ電卓なしで解答を確認できるよう、次数の素早いオフラインでの算出が必要になることがよくあります。プロダクトや教育向けツールは、学習者が2つの速度と2つの濃度を入力し、UI がその物質について反応が零次、一次、二次のいずれであるかを示さなければならないときに、この関係式を利用します。
このページでは処理はすべてブラウザ内で完結します。
活用例
宿題と反応速度論の演習
完全な速度式を書く前に、教科書の2実験の表から次数 n を求め、一次・二次・零次の結論を確認します。
実験レポートの確認
実験レポートや解答例のために、測定した2つの初速度と対応する反応物濃度から再現性のある次数を求めます。
よくある質問
ここでの反応次数はどのように定義されますか?
底は消去されるため、正の対数の底であればどれを使っても等価です。
速度や濃度はゼロまたは負であってもよいですか?
いいえ。 この初等的な方法で対数比が定義されるためには、両方の速度と両方の濃度が厳密に正の有限数でなければなりません。
このツールは複数の反応物を含む完全な速度式に対応していますか?
いいえ。 その物質について、2組の速度と濃度のペアから1つの反応物についての次数を計算するだけです。複数の物質のフィッティングが必要な場合は専用のツールをご利用ください。
2つの実験で同じにしておくべきものは何ですか?
調べる反応物の濃度以外のすべてです。温度やほかの物質の濃度をそろえておけば、2つの速度の比で速度定数が消え、反応次数だけが残ります。
反応次数が整数にならないときはどうなりますか?
正確な値に加えて、最も近い整数の次数と、その整数とみなせるほど近いかどうかの表示も出ます。誤差を含む実験データは、0、1、2の近くになることがよくあります。
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/reaction-order-from-rates \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"rate1":0.04,"rate2":0.01,"concentration1":0.2,"concentration2":0.1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-order-from-rates", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"rate1": 0.04,
"rate2": 0.01,
"concentration1": 0.2,
"concentration2": 0.1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-order-from-rates",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"rate1": 0.04,
"rate2": 0.01,
"concentration1": 0.2,
"concentration2": 0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-order-from-rates", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"rate1":0.04,"rate2":0.01,"concentration1":0.2,"concentration2":0.1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"rate1":0.04,"rate2":0.01,"concentration1":0.2,"concentration2":0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/reaction-order-from-rates", 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
{
"rate1": 0.04,
"rate2": 0.01,
"concentration1": 0.2,
"concentration2": 0.1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.reaction_order_from_rates",
"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
変化させた反応物の rate1 と rate2、それに対応する濃度を入力すると、エンジンは古典的な初速度法の関係式 n = log(速度比)/log(濃度比) から n を返します。CI やチュータリングソフトウェア、授業のデモで再現性のある次数のフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに $0.002 で API をご利用いただけます。
2つの実験から求める反応次数の意味とレスポンスの内容
すると rate1/rate2 が濃度比の n 乗に等しくなり、これを整理すると n = log(速度比)/log(濃度比) となります。レスポンスには、正規化された rate1、rate2、concentration1、concentration2、計算された order、式で用いた rate_ratio と concentration_ratio、教科書の答え(0、1、2 を想定)向けの補助フィールド nearest_integer_order、浮動小数点の結果がその整数の丸め許容範囲内にあるかを示す is_integer_order フラグ、method タグ method_of_initial_rates、使用した precision、そして簡潔な formula 文字列が含まれます。エンジンは、サポートされる大きさの範囲内では閉じた形の比の関係式を評価し、それ以外の場合は invalid_input として入力を拒否します。拒否されるケースには、フィールドの未入力、有限でない値、非正の速度または濃度、規定の上限を超える大きさ、そして concentration1 が concentration2 に等しいペアが含まれます。これは、その場合分母の濃度比の対数がゼロになり、その2回の試行だけからは次数が定義できないためです。
速度と濃度の読み取り方と次数の再現性について
数値文字列の先頭にオプションのプラス記号や指数表記が付いていても、有限の小数として解析できる場合は許容されますが、埋め込まれた空白、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、不正なセルが誤った次数になることを防ぎます。両方の速度と両方の濃度は厳密に正でなければなりません。ゼロまたは負の値は、この初等的な設定において実数の対数比を定義できなくします。2つの濃度は異なっていなければなりません。優先されるフィールドは、モル毎リットル毎秒などの整合性のある単位で測定された2つの初速度を表す rate1 と rate2、そしてそれら同じ2つの実験における反応物濃度を表す concentration1 と concentration2 です。厳密な相対許容誤差の範囲内で等しい場合、濃度が等しくてはならない旨を示す invalid_input としてリクエストは失敗します。オプションの precision フィールド(エイリアスは decimals と dp)は、数値フィールドを何桁の小数で表示するかを選択します。
学習、実験、ソフトウェア開発における速度データからの次数決定の位置づけ
API を通じて利用する場合、成功したルックアップ1件につき $0.002 が課金され、バリデーションに失敗した場合は課金されず、レスポンスが返された後は何も保存されません。無料の対話的な探索と、同一の結果を返す有料 API という組み合わせは KIT の tier A カタログの他のツールと同じであり、数学的な結果を変えることなく授業のデモから自動化パイプラインへと移行できます。関連する反応速度論のステップが必要な場合はアレニウス式や半減期のツールと、無料で決定的な物理化学系ヘルパーの小さなラボを構築する際は他の chem エンドポイントと組み合わせてご利用ください。
連携の活用例
決定的なテストフィクスチャ
対数比を手作業で再導出することなく、単体テストや個別指導アプリ、CI アサーション向けに、安定した order、比、最寄りの整数のフィールドを生成します。
技術的な質問
反応速度データから反応次数を求める計算ツールの料金はいくらですか?
このページのブラウザ版は無料です。API 経由の場合、成功したリクエストごとに $0.002 が課金され、無効な入力には課金されません。
2つの濃度が等しい場合はどうなりますか?
入力は invalid_input として拒否されます。濃度が等しいと log(conc1/conc2) がゼロになるため、その2つの実験だけからは次数を決定できません。