式量単位計算機
塩の質量を式量単位の数に変えます。モル質量58.44 g/molの塩化ナトリウム58.44 gはちょうど1モルで、6.02214076×10²³個の式量単位です。モル数も表示され、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
- 試料質量(グラム)
- 58.44
- モル質量
- 58.44
- モル数
- 1
- 式量単位数
- 602,214,076,000,000,000,000,000
- アボガドロ数
- 602,214,076,000,000,000,000,000
- 精度
- 10
この式量単位計算機は、質量・モル質量・正確なSIアボガドロ定数を使って、イオン化合物の秤量した試料を式量単位の個数に変換します。試料質量mをグラムで、モル質量Mをグラム毎モルで入力すると、エンジンはまずモル数をm ÷ Mとして求め、次にアボガドロ数を掛けてN = (m/M)·N_Aを得ます。N_Aは1モルあたり6.02214076×10²³個であり、2019年のSI再定義以降、この定数は定義によって固定されているため、この変換は測定に基づく推定ではなく純粋な算術です。教科書の検算例には、塩化ナトリウム1モル(58.44グラム)がアボガドロ数の式量単位になるケース、その2倍の質量が2モルとその2倍の個数になるケース、質量ゼロが式量単位ゼロになるケースがあります。ゼロまたは負のモル質量は、ゼロ除算が未定義であり非正のMがこのステップでは物理的に意味を持たないため拒否されます。この処理は有限の算術のみを使い、ネットワーク通信も乱数サンプリングも日付依存の近道もありません。
式量単位の意味と結果の読み方
式量単位とは、NaClにおけるナトリウムイオン1個と塩化物イオン1個の組、あるいはCaCl2におけるカルシウムイオン1個と塩化物イオン2個の組のように、イオン化合物の実験式と一致する、電気的に中性なイオンの最小の集まりです。
個別の共有結合分子とは異なり、イオン結晶は独立した分子として存在するわけではありませんが、化学者は依然として実験式の倍数として結晶格子を数えます。実験室の質量をその個数に変換するには2段階の橋渡しが必要です。まず質量をモル質量で割って式量単位のモル数を求め、次にアボガドロ数を掛けて1モルを正確に6.02214076×10²³式量単位に変換します。
この計算機はこの恒等式を、固定されたSI定数を用いて実装しているため、通常のモル質量58.44グラム毎モルを持つ塩化ナトリウム58.44グラムは、正確に1モルであり、したがって正確にアボガドロ数の式量単位になります。化学式からモル質量を求める近似的な参照表も、定数のネットワーク参照も、乱数サンプリングもありません。
粒子数からモル数だけを求めたい場合、質量から質量への量論計算、あるいは化学式からの質量パーセント組成が必要な場合は、それぞれ専用のツールを利用してください。
式量単位の個数が学習・実験・ソフトウェアのどこで使われるか
学生がこの変換に出会うのは、教科書が秤量したイオン結晶試料に何個の式量単位が含まれるかを尋ねるとき、コンテスト問題が粒子数の代わりにグラム数とモル質量を与えるとき、あるいは方程式のバランス調整や限定試薬の計算の前に実験室の質量と微視的な個数を橋渡しするときです。
教員は、アボガドロ数を一貫性なく丸めたり途中で指数表記を切り替えたりする不透明な電卓アプリを信用せずに、NaCl、KBr、MgOなどの塩に対する解答例を事前に生成できます。
実験の授業では、学習者に格子エネルギーや溶解を論じる前に天秤の読み取り値を式量単位として解釈させることがよくあり、決定的なページを使うことでこのステップから電卓ブランドによるばらつきを排除できます。
開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、量論エンジン用の決定的なテストベクトルを用意したり、濃度デモの前にユーザーが入力した質量とモル質量を正規化したり、手書きの指数表記の見積もりではなく式量単位数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。
プロダクトや教育向けツールでは、学習者がグラム数とモル質量を入力し、UIがモル数、式量単位数、使用した定数を表示しなければならないときに、この変換が使われます。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
宿題とイオン結晶ドリル
教科書の塩の質量とモル質量を、固定されたSIのN_Aを使って式量単位数に変換し、量論の手順に進む前に答えを確認します。
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、化学エンジンに対するCIアサーションのために、再現性のある式量単位の値を生成します。
実験準備とチュータリングソフトウェア
ワークシートや対話式レッスン、実験準備のために、ユーザーが入力した試料質量とモル質量をモル数と式量単位に正規化します。
よくある質問
式量単位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。
モル質量がゼロまたは負の場合はどうなりますか?
ゼロだとゼロ除算になり、負のモル質量はこの変換では物理的にあり得ません。
このツールは化学式を解析してモル質量を求めますか?
いいえ。 質量とモル質量は自分で直接入力します。化学式の文字列から値が必要な場合は、モル質量や質量パーセント組成のツールを使ってください。
質量とモル数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。式量単位数は完全な浮動小数点の大きさのまま保たれます。
式量単位と分子はどう違いますか？
塩化ナトリウムのようなイオン性の固体は独立した分子としては存在しないため、化学式に合う最小の中性のイオンの組を式量単位として数えます。たとえばNaClはナトリウムイオン1個と塩化物イオン1個です。
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/formula-units \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass":58.44,"molar_mass":58.44}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/formula-units", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass": 58.44,
"molar_mass": 58.44
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/formula-units",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass": 58.44,
"molar_mass": 58.44
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/formula-units", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass":58.44,"molar_mass":58.44}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass":58.44,"molar_mass":58.44}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/formula-units", 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
{
"mass": 58.44,
"molar_mass": 58.44
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.formula_units",
"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 | 1e+30 |
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
宿題や実験準備、量論ドリル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、授業のデモで再現性のある式量単位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。
式量単位の意味と、レスポンスに含まれる内容
レスポンスは正規化された質量とモル質量、中間のモル数の値、式量単位の個数、使用したアボガドロ数、適用した精度、メソッドタグformula_units、式の短い文字列、単位ラベル「式量単位」を返します。エンジンは対応する大きさの範囲内で有限の個数を構築するか、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、massまたはmolar_massフィールドの欠落、InfinityやNaNのような非有限の値、規定の上限を超える大きさ、負の質量、そしてゼロまたは負のモル質量が含まれます。これらの場合、N = (m/M)·N_Aが未定義または物理的にあり得ない値になるためです。このページが答えるのは、質量とモル質量から式量単位への変換のみであり、ワークシートや単体テスト、記号的な手順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。
質量とモル質量の読み取り方と、個数の再現性の保ち方
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式量単位数になることはありません。質量がゼロであることは有効で、単純にモル数と式量単位がともにゼロになります。式量単位数は通常大きな指数表記の値になるため、完全な浮動小数点の精度のまま返されます。優先されるフィールドは試料質量(グラム)用のmassと化合物のモル質量(グラム毎モル)用のmolar_massですが、massにはm、grams、mass_gという別名が、モル質量にはM、mm、molecular_weight、MW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列名を変えずに同じ契約をそのまま使い回せます。負のゼロを含む負の質量は、massフィールドに言及したメッセージとともにinvalid_inputで失敗します。モル質量は厳密に正でなければならず、ゼロ、負のゼロ、またはごく小さなイプシロン以下の値は、ゼロ除算が未定義であり非正のMがこの変換では有効なモル質量ではないため、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、2段階の変換を自分で再実装せずに済ませてください。
式量単位の個数が学習・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。関連する化学の手順が必要な場合は粒子数からモル数への変換、質量から質量への量論計算、モル濃度のツールと、無料で決定的な計算機からなる小さな実験室を構築する際は他のchem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
式量単位はどのように計算されますか?
まず質量とモル質量からモル数n = m / Mを求め、次に正確なSI定数N_A = 6.02214076×10²³ mol⁻¹を使ってN = n · N_Aを求めます。