非標準ギブス自由エネルギー計算機
ΔG°が−30 kJ/mol、反応商が0.1、温度が298.15 Kの反応では、実際のΔGは−35.70800950243 kJ/molです。ΔG°、Q、温度を入力すれば、RT ln(Q)の補正量と反応が書かれた向きに進むかが分かります。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
- Δg°
- -30
- 反応商 Q
- 0.1
- 創造性
- 298.15
- Δg
- -35.7080095024
- ΔG
- -35.7080095024
- ギブズエネルギー
- -35.7080095024
- ΔG°
- -30
化学反応が標準状態に留まることはまれです。活量や分圧により反応商 Q が 1 と異なるとき、駆動を決める自由エネルギー変化は非標準値 ΔG=ΔG° に R T と Q の自然対数の積を加えたものです。この能力は標準ギブス自由エネルギー、正の反応商、ケルビンの絶対温度を受け取り、キロジュールまたはジュールの記帳で気体定数を適用し、RT ln(Q) 補正、Q の対数、符号に基づく自発性ラベルとともに実際の自由エネルギー変化を返します。ゼロまたは負の Q は対数が未定義のため無効入力で失敗します。経路はネットワークもモデルも時計もない純粋な決定的算術です。
非標準ギブス自由エネルギーの計算方法
定温定圧の下、記述どおりの反応の瞬間的自由エネルギー変化は ΔG=ΔG°+R T ln(Q) です。ここで ΔG° は選んだ標準状態での標準自由エネルギー変化、R は気体定数、T はケルビンの絶対温度、Q は存在する種の活量または分圧から作られる無次元の反応商です。Q が 1 のとき対数は消え ΔG は ΔG° に縮退します。
Q が 1 未満なら補正は負で、正方向は標準条件より強く駆動されます。Q が 1 超なら補正は正で、記述どおりの自由エネルギー面は不利になります。経路が純粋算術だからです。
授業での使い方と実用上の限界
熱化学パッケージを入れずに宿題検算、講義デモ、平衡駆動の素早い見積もりには、無料のブラウザ内非標準ギブス自由エネルギー計算機を呼び出してください。まず ΔG° または K を得る平衡定数・標準自由エネルギー補助とこの端点を組み合わせ、プロセス温度と測定または仮定の Q をここに供給してください。
入力源は他の KIT 解析項目と同じ保持規則に従い、アルゴリズムが完全に決定的なので結果は継続的インテグレーションのフィクスチャに固定しても安全です。本能力はセルシウスをケルビンに変換せず—二百七十三点十五を自分で加えてください—、ΔG° や Q 内の活量の欠けた表値を捏造しません。
活用例
実験ノートとプロセス計算機
スクリプトは供給された標準自由エネルギーと測定反応商を、安定した前払い端点経由で実際の ΔG 値と自発性フラグに変換し、エネルギー収支と教育デモに使います。
よくある質問
Qがゼロや負のときはどうなりますか?
ゼロや負の数の対数は定義されないため、計算は受け付けられません。黙って誤った値を返す代わりに、分かりやすい案内を表示します。ゼロ以下の温度も同じく受け付けません。
Qがちょうど1のときはどうなりますか?
1の対数はゼロなので補正がなくなり、ΔGはΔG°と等しくなります。これは、すべての物質が標準の活量にある標準状態そのものです。
反応商が小さいと反応が有利になるのはなぜですか?
Qが1より小さいと対数が負になり、RT ln(Q)の項がΔGを押し下げるためです。正反応は標準状態のときより進みやすくなり、Qが1より大きいと逆の効果になります。
ΔG°をキロジュールではなくジュールで入力できますか?
できます。エネルギーの単位にジュール毎モルを選ぶと、気体定数は8.314462618 J/(mol·K)になります。初期設定はキロジュール毎モルで、Rは0.008314462618です。
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/gibbs-non-standard \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"delta_g0":-30,"Q":0.1,"temperature":298.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-non-standard", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"delta_g0": -30,
"Q": 0.1,
"temperature": 298.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-non-standard",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"delta_g0": -30,
"Q": 0.1,
"temperature": 298.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-non-standard", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"delta_g0":-30,"Q":0.1,"temperature":298.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"delta_g0":-30,"Q":0.1,"temperature":298.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/gibbs-non-standard", 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_g0": -30,
"Q": 0.1,
"temperature": 298.15
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.gibbs_non_standard",
"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。
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
非標準ギブス自由エネルギーの計算方法
必須フィールド delta_g0(標準ギブスエネルギー)、Q(反応商)、temperature(ケルビン)を与えてください(別名は delta_G0, dg0, standard_gibbs, G0, quotient, reaction_quotient, T, temp, temp_K を含みます)。任意の energy_unit は既定で kJ/mol なので R はおよそ零点零零八三一四 kJ 毎モル・ケルビンです。ΔG° 表がジュールで R を SI ジュールで欲しいときは energy_unit を J/mol にします。負またはゼロの温度は拒否され、非正の Q はいずれも invalid_input で失敗し、非正引数の ln から静かな NaN が返ることはありません。入力が同一なら常に同一の JSON を生みます。
応答の読み方:ΔG、RT ln(Q)、分類
Q は ln_Q と log10_Q とともにエコーされ、実験ノートは再計算なしで自然対数または常用対数を示せます。spontaneous は自由エネルギーが負のときだけ真のブールなので、UI バッジに追加の符号ロジックは不要です。成功時の応答には計算された非標準自由エネルギーに等しい delta_g、別名 delta_G、gibbs_energy に加え、安定丸め後の標準入力をエコーする delta_g0、delta_G0、standard_gibbs が含まれます。temperature と T はケルビンを再掲し、R はリクエストのエネルギー単位で使った気体定数、rt は R×T、rt_ln_q は ΔG° に加える完全な補正項です。energy_unit と energy_mode はキロジュールまたはジュールの記帳が適用されたかを記録し、constants.R_SI_J はキロジュール換算前に使った SI 気体定数を残します。classification は返された ΔG の符号により spontaneous、non_spontaneous、または equilibrium です。formula は ΔG = ΔG° + RT ln(Q) を再掲し、method は常に gibbs_non_standard なので下流コードは形を嗅がずに分岐できます。表計算が単一の数だけ必要なら delta_g を、報告が標準項と濃度・圧力補正を分ける必要があるなら rt_ln_q を使ってください。非正の Q や欠落した delta_g0、Q、temperature に触れる検証メッセージはフィールド名を示し、空セルの修正を容易にします。
API 利用、料金、教室実験、実用上の限界
必須数 delta_g0、Q、temperature を含む JSON 本体を送ってください。standard_gibbs、reaction_quotient、T などの文書化された別名はエンジンと SDK が受け付けます。個別指導プラットフォーム、プロセスワークシート、材料スクリーニング補助、カリキュラム生成器が KIT 残高の下で安定した契約を必要とするときは前払い API を使い、成功項目ごとに $0.002、検証失敗はエンジン拒否後も残高を消費しません。SDK を出荷する著者は classification と spontaneous をバッジに写し、学生が手計算と比較する主数値列として energy_unit 付きの delta_g を公開できます。
連携の活用例
宿題・試験の検証
学習者は ΔG°・Q・T を入力し、返された ΔG と RT ln(Q) 項を手計算と比較し、Q がゼロ・負、またはフィールド欠落のとき明確なエラーを得ます。
教育アプリと自動採点ドリル
カリキュラムツールは完全な熱化学データベースを埋め込まずに、フラッシュカード・ルーブリック・手順表用の構造化 JSON で非標準自由エネルギー演習を生成します。
技術的な質問
非標準ギブス自由エネルギー ΔG はどう計算しますか?
delta_g0(ΔG°)、Q(反応商)、ケルビンの temperature を含む JSON を送ってください。応答には ΔG°+RT ln(Q) に等しい delta_g と補正項 rt_ln_q が含まれます。
Q がゼロまたは負のときはどうなりますか?
リクエストは invalid_input で失敗します。Q の自然対数はゼロまたは非正の反応商では未定義です。
計算機はどのエネルギー単位を使いますか?
既定の energy_unit は kJ/mol なので R は kJ/(mol·K) にスケールされます。ΔG° がジュールで R を SI ジュールにしたいときは energy_unit を J/mol にしてください。
非標準ギブス自由エネルギー計算機は無料ですか?
ブラウザツールはお使いの端末で無料実行です。API 呼び出しは成功項目ごとに $0.002 の前払い KIT 残高を使い、検証失敗は課金されません。
負の ΔG はこれらの条件で反応が自発であることを意味しますか?
定温定圧で記述どおりならはい:delta_g が負なら classification は spontaneous、正なら non_spontaneous、ゼロなら equilibrium です。ΔG° が固定でも Q を変えれば符号が反転し得ます。