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燃焼分析で経験式を計算

燃焼で得た生成物から経験式が分かります。CO2が3.52 g、H2Oが1.44 gならCH2です。炭素と水素のモル数を求め、いちばん簡単な整数の比にまとめます。ブラウザで無料で使えます。

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入力した場合
二酸化炭素の質量
3.52
水の質量
1.44
結果
CO2のモル
0.079982731
H2Oのモル
0.0799321465
Cのモル
0.079982731
Hのモル
0.159864293

燃焼分析は、純粋な炭化水素試料から経験式へ至る古典的な実験経路です。試料が過剰な酸素中で完全に燃焼すると、炭素原子はすべて二酸化炭素として、水素原子はすべて水として出ていきます。この二つの生成物を秤量すると、炭素のモルはCO2のモルに等しく、水素のモルはH2Oのモルの2倍になります。両モル数を小さい方で割り、最も近い整数対へスケールすると、教科書が経験式と呼ぶ最簡比CxHyが得られます。学習者はこの流れを百分率組成の後、モル質量による分子式スケールの前、さらに燃焼管で有機未知物質を同定する場面で再び出会います。本計算機はCO2とH2Oの質量をグラムで受け取り、固定の慣用原子量を適用し、負または非正の生成物質量を明確な検証エラーで拒否し、経験式文字列とともに中間モル、元素質量、比の診断、手法ラベルを返します。

CO2とH2Oの質量が炭化水素の経験式になる仕組み

一般にCxHyと書かれる純粋な炭化水素の完全燃焼実験から始めます。試料中の各炭素原子は二酸化炭素分子1個として出るため、炭素のモルはCO2の質量をCO2のモル質量で割った値になります。水素原子の各対は水分子1個として出るため、水素のモルはH2Oの質量をH2Oのモル質量で割った値の2倍になります。

この二つのモル量はすでに原子比を表しています。両方を小さい方で割り、連続する小さな整数を掛けて、スケール後の値が整数の狭い絶対許容範囲に入るまで進めます。最後にその整数対を最大公約数で約分し、経験式を最簡比にします。

例えばC2H8ではなくCH4、データが半倍数を支持して次の倍数で整数になる場合はC4H10ではなくC2H5です。C・H・Oの固定慣用原子量により、計算は教科書の表やKITの姉妹化学計算機と同じになります。負の生成物質量は、物理的な燃焼管がCO2やH2Oの0グラム未満を報告できないため即座に拒否されます。

ゼロ質量も、炭化水素の経験式には炭素と水素の両原子が必要なため拒否されます。

燃焼分析計算機が実際の業務で使われる場面

中等教育および大学初年次の化学では、百分率組成の後に燃焼分析の演習を出し、学生にCO2とH2Oの質量をCxHyへ変換させ、任意で別のモル質量測定により分子式へスケールさせます。実験TAは、学生が燃焼管を動かし吸収剤を秤量し、正体を主張する前に弁護可能な経験比を報告する有機未知物質を採点します。

プロセス化学者や分析化学者は、生成物質量だけが載った供給者証明書や実験ノートを再確認し、炭化水素の式主張を受け入れる前に素早い整数ゲートを必要とすることがあります。後で経験式とモル質量からの分子式、燃焼生成物なしの百分率組成、三元素の含酸素有機燃焼が必要なら、この燃焼分析による経験式計算機ページを過負荷にせず、別の検索意図とランディングとして扱ってください。

宿題・試験の模範解答

CO2とH2Oの生成物質量を単一の経験式文字列へ変換し、教員と自動採点が燃焼分析の同一基準を共有できるようにします。

実験室の燃焼管チェック

学生未知物質の秤量済み吸収剤が、分子質量の段階の前に妥当なCxHy比へ約分されることを確認します。

炭化水素の燃焼分析とは何ですか?

完全燃焼により各炭素原子はCO2へ、各水素原子はH2Oへ変わります。生成物質量からCとHのモルを求め、最簡の整数経験式CxHyへ約分します。

生成物質量が負の場合はどうなりますか?

負のCO2またはH2O質量は燃焼管として物理的でないため、経験式は返されません。

分子式は返されますか?

いいえ。 経験式(最簡比)のみを返します。分子式へスケールするには、別のモル質量測定と分子式計算機が必要です。

炭素と水素の比が整数にならないときはどうなりますか?

分数の化学式を作らず、エラーで止まります。多くの場合、量った生成物の質量のどちらかが誤っているので、二酸化炭素と水の測定値を確かめてください。

どの原子量とモル質量を使っていますか?

教科書の表と同じ一般的な固定値です。炭素は12.0107、水素は1.00794、二酸化炭素は44.0095 g/mol、水は18.01528 g/molで計算します。

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。

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/combustion-analysis

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。

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/chem/combustion-analysis \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"co2_mass":3.52,"h2o_mass":1.44}'
{
  "co2_mass": 3.52,
  "h2o_mass": 1.44
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.combustion_analysis",
  "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。

1リクエストあたり$0.002

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。

HTTPコード意味
401unauthorizedAPI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。
402insufficient_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。
404unknown_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。
429rate_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。

無料のブラウザツールと有料APIは同一の純粋な同型関数を共有するため、教室デモと自動採点パイプラインは同じ数値で決して食い違いません。

CO2とH2Oの質量が炭化水素の経験式になる仕組み

パイプラインは純粋な決定的浮動小数点演算で、乱数シード、壁時計タイムスタンプ、生きた原子量表のネットワーク参照、モデルドリフトはなく、同一の生成物質量は常に同一のJSONを生成します。スケールした比が設定された倍数上限内で整数に近づかない場合、要求はinvalid_inputで失敗し、呼び出し側は分数式を創作するのではなく秤量した生成物を再確認します。

送信内容と返却内容

教室の定番確認には、メタンCH4、エタンC2H6、アルケン比CH2を再現する生成物質量があります。本機能は経験式までです。必須フィールドは二つです。co2_massとh2o_massで、それぞれ燃焼後に回収した生成物の有限な正のグラム数です。両フィールドは素のJSON数値でも、有限値にパースできる数値文字列でも構いません。欠落フィールド、空文字列、非数値、NaN、Infinity、負質量、ゼロ質量はinvalid_inputで失敗し課金されません。成功時の応答は、正規化したco2_massとh2o_mass、moles_co2とmoles_h2o、moles_cとmoles_h、生成物に計上された炭素と水素のmass_cとmass_h、小さいモル量で割った後のCとHを持つrelative_ratioオブジェクト、整数化に用いたratio_multiplier、約分後のformulaのcarbon_atomsとhydrogen_atoms、CH2やC3H8のようなempirical_formula文字列、elementsマップ、グラムとモルをラベル付けするunitsオブジェクト、CO2・H2O・C・Hのmolar_masses_used、methodはcombustion_product_masses_to_empirical、およびmoles_Cがm_CO2をM_CO2で割った値、moles_Hがm_H2OをM_H2Oで割った値の2倍であることを記したformula文字列を返します。成功したAPI呼び出しの料金は公開ベースの$0.002/件で、検証失敗は前払い残高を消費しません。すでに経験式文字列と分子モル質量がある場合は、燃焼生成物フィールドを過負荷にせず分子式スケール用ツールを使ってください。

燃焼分析計算機が実際の業務で使われる場面

本機能は純粋なパースエンジンであるため、API料金は成功1件あたり公開ベースの$0.002で、検証失敗は残高を消費しません。

カリキュラムとLMSのfixture

生成物質量から炭化水素の経験式を教える対話型教材向けに、非決定性のない安定したJSON fixtureを生成します。

この燃焼分析計算機はどのように動きますか?

moles_C = co2_mass / M_CO2、moles_H = 2 × (h2o_mass / M_H2O) とし、その比を小さな許容範囲内の最寄りの整数へスケールし、最大公約数で約分して経験式文字列を返します。

料金はいくらですか?

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API要求は前払いKIT残高を成功1件あたり$0.002で使用し、無効な入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →