気体の化学量論体積計算機
反応で発生する気体の量を、指定した条件で予測します。反応物1 molから1:1で気体ができ、1気圧・273.15 Kなら約22.4リットルです。ほかの圧力や温度でも同じように計算でき、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
- モル数
- 1
- モル比
- 1
- 圧力
- 1
- 創造性
- 273.15
- R
- 0.08205746 L
- 生成物のモル数
- 1
- 体積
- 22.413995199
- 精度
- 10
この気体の化学量論体積計算機は、既知の反応物量と均衡の取れたモル比を、指定した圧力・温度における生成気体の理論体積に変換します。入力するのは反応物のモル数、その反応物に対する生成気体の化学量論比、絶対圧力(気圧)、絶対温度(ケルビン)です。エンジンはまずモル数にモル比を掛けて生成物のモル数を求め、次にデフォルトの気体定数0.08205746リットル気圧毎モルケルビンを用いて理想気体の法則V = nRT/Pを適用します。代表的な検証例としては、反応物1モル・生成気体との比1対1・圧力1気圧・温度273.15ケルビンで約22.4リットルとなる例、また反応物2モル・比3/2・圧力2気圧・温度300ケルビンでそれに応じてスケーリングされる例があります。エンジンは有限の決定的な演算のみを使用し、ネットワーク呼び出し、サンプリング、日付依存の近道は一切ありません。宿題、実験準備、収率計画にはブラウザで無料でご利用いただけます。
生成気体の体積の意味と結果の見方
気体の化学量論体積は、均衡の取れた化学反応式と、所定の条件下で生成気体が占める空間とを結びつける、日常的な計算です。係数によって選んだ反応物と気体生成物の間のモル比が決まると、生成物のモル数は反応物のモル数にその比を掛けたものになり、圧力と温度が分かっていれば理想気体の法則によってそのモル数が体積に変換されます。
圧力を気圧、温度をケルビン、モル数をモル、Rをリットル気圧毎モルケルビンで表すと、体積はリットルで返されます。反応物モル数がゼロで、モル比が正、PとTが有限であれば有効な入力とみなされ、体積ゼロを返します。複数反応物からの限定反応物(律速反応物)探索、摂氏からの変換、反応式のバランス調整、固定されたSTPやNTPのモル体積の近道は用意されていません。
質量対質量の化学量論、モル数のみからのSTPまたはNTP体積、あるいはP・V・nから求める純粋な理想気体温度が必要な場合は、それぞれの専用機能をご利用ください。
気体の化学量論体積が学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか
学生がこの計算に出会うのは、教科書で限定反応物のモル数と気体を生成する均衡式が与えられ、指定した圧力・温度でのその気体の体積を求めるように言われるとき、あるいは実験で秤量した金属や炭酸塩から質量をオフラインでモル数に変換した後、理論上の水素または二酸化炭素の体積が求められるときです。
教師は、STPの近道と任意のP-T状態を混ぜたり単位を密かに切り替えたりする不透明なアプリを信頼することなく、控えめなモル量、整数や単純な分数比、氷点または室温条件に対する模範解答を事前に生成できます。
実験技術者や試薬調製担当者は、プロトコルが既知の反応物量から指定の生成気体体積を必要とし、均衡式とマノメーター(圧力計)の読み値しか手元にない場合に同じ写像を使います。モル比を適用してから、測定された絶対条件でV = nRT/Pを適用するわけです。
開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、化学チューター向けの決定的なテストベクトルを生成したり、ラボノートのエクスポート前にユーザー入力の反応パラメータを正規化したり、手加減した概算ではなく生成物のリットル数そのもの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。
同じ検証方式と精度の契約を共有する、無料で決定的な化学計算機の小さなラボを構築する際には、質量対質量の化学量論、STP体積、理想気体温度のヘルパーと組み合わせてご利用ください。
活用例
宿題と理論気体体積の確認
採点やグラフ化の前に、教科書の反応物モル数と均衡モル比を、指定したPとTにおける理論上の生成気体体積に変換します。
実験準備・教育用ソフトウェア
既知の反応物モル数、比、測定したP-T条件から、ラボノートやチューター用UIで生成気体の体積を計画します。
よくある質問
気体の化学量論体積計算機の利用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。無効な入力には課金されません。
生成気体の体積はどのように計算されますか?
デフォルトのRは0.08205746 L·atm/(mol·K)です。圧力を気圧、温度をケルビンで入力すると、体積がリットルで得られます。
圧力がゼロの場合はどうなりますか?
理想気体の法則ではPで割るため、圧力がゼロだと体積が未定義になります。
温度は摂氏ですか、それともケルビンですか?
ケルビンによる絶対温度のみです。摂氏からの変換(273.15を加算)はご自身で行ってから呼び出してください。ゼロまたは負のTは非物理的として拒否されます。
STPの22.4 L/molという近道を使いますか?
いいえ。 常に、指定した圧力と温度でV = nRT/Pを使用します。モル数のみから求める固定のSTPまたはNTPモル体積が必要な場合は、それぞれの専用計算機をご利用ください。
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-stoichiometry-volume \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"moles":1,"mole_ratio":1,"pressure":1,"temperature":273.15}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-stoichiometry-volume", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"moles": 1,
"mole_ratio": 1,
"pressure": 1,
"temperature": 273.15
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-stoichiometry-volume",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"moles": 1,
"mole_ratio": 1,
"pressure": 1,
"temperature": 273.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-stoichiometry-volume", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"moles":1,"mole_ratio":1,"pressure":1,"temperature":273.15}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"moles":1,"mole_ratio":1,"pressure":1,"temperature":273.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/gas-stoichiometry-volume", 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
{
"moles": 1,
"mole_ratio": 1,
"pressure": 1,
"temperature": 273.15
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.gas_stoichiometry_volume",
"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
CIや学習ソフトウェア、授業のデモで再現性のある気体体積の固定データが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002のAPIをご利用ください。
気体の化学量論体積の意味と、レスポンスに含まれる内容
式で表すと、n_product = n_reactant × mole_ratio、そしてV = n_product × R × T / Pです。この計算機は、検証済みの反応物モル数、モル比、圧力、温度、R、中間結果である生成物のモル量、計算された体積、使用した精度、メソッドタグgas_stoichiometry_volume、簡潔な公式の要約、単位文字列Lを返します。エンジンはサポートされる数値範囲内で化学量論と理想気体の写像を評価するか、入力をinvalid_inputとして拒否するかのいずれかです。拒否されるケースには、必須フィールドの欠落、非有限値、文書化された上限を超える大きさ、負の反応物モル数、非正のモル比または温度、ゼロ除算によりVが未定義になるゼロ圧力、およびゼロとして指定された気体定数が含まれます。このページは、ワークシート、ユニットテスト、記号的な手順を勝手に補完してはならないAPI利用者に適した安定した数値出力で、反応物モル数とモル比から求まる理論上の生成気体体積のみに答えます。
モル数・モル比・圧力・温度・Rの読み取り方と再現性
厳密に正の絶対温度でなければなりません。数値文字列の先頭の任意の正符号と科学的記数法は、有限の10進数として解析できる限り許可されます。埋め込まれた空白や数値でないトークンは拒否されます。ゼロのRは拒否されます。反応物量の優先フィールド名はmolesですが、n、n_reactant、reactant_moles、moles_reactant、amountというエイリアスも受け付けるため、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームが同じ契約を再利用できます。化学量論比にはmole_ratioを使用し、ratio、product_over_reactant、stoich_ratio、b_over_a、moleRatioというエイリアスがあります。これは均衡式における生成物係数を反応物係数で割った値と等しい、厳密に正の有限数でなければなりません。圧力はpressure(気圧単位)で、エイリアスはP、p、pressure_atm、atmです。ゼロであってはならず、絶対値が微小なイプシロン以下の場合、V = nRT/Pにおいて体積が未定義になるため、リクエストはinvalid_inputで失敗します。温度はtemperature(ケルビン単位)で、エイリアスはT、temp、temperature_k、kelvinです。任意のRフィールド(エイリアスgas_constant、r、R_gas)は、問題文が0.0821のような丸めた教科書のRを使用している場合に、デフォルトの理想気体定数0.08205746を上書きします。任意のprecisionフィールド(エイリアスdecimals、dp)は、数値出力に表示する小数点以下の桁数を選択します。自動化されたパイプライン内で同一の数学的結果が必要な場合は、この複合的な写像をご自身で再実装することなく、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせてご利用ください。
気体の化学量論体積が学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか
製品・教育用ツールは、学習者が反応物モル数、比、圧力、温度を入力し、UIが明確なリットル単位と公式のエコーとともに体積を表示しなければならない場面でこのエンドポイントを利用します。このページでは作業はすべてブラウザ内で完結します。APIを通じた場合、成功した照会1件ごとに$0.002の料金が発生し、検証に失敗した場合は課金されず、レスポンスを返した後は何も保存されません。この使い分け——無料の対話的な探索と、同一の結果を返す有料APIという構成——はKITのティア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されたパイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。
連携の活用例
決定的なテスト用固定データ
ユニットテスト、化学チューター、気体の化学量論に関するCIアサーションのために、再現性のあるvolumeとmoles_productの値を生成します。