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浸透圧差計算機

298.15 Kで0.3と0.15 osmol/Lの溶液が膜を挟むと、水を濃い側へ引き寄せる圧力差が生じます。リットル・気圧の気体定数なら両方の浸透圧と差がatmで出ます。2つの濃度と共通の温度を入れてください。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

オスモル濃度 1: 0.3
オスモル濃度 2: 0.15
創造性: 298.15
普遍気体定数 R: 0.08205746

結果

オスモル濃度差: 0.15
浸透圧 1: 7.3396295097
浸透圧 2: 3.6698147549
浸透圧差: 3.6698147549

半透膜が二つの溶液を隔てると、溶媒は総粒子濃度の高い側へ流れ、静水頭が化学ポテンシャル差と釣り合うまで続きます。同じ絶対温度の理想希薄溶液では、van 't Hoff 関係により各側の浸透圧は濃度×気体定数×温度となり、駆動圧力差は閉じた形に帰着します。すなわちデルタπはオスモル濃度差・R・Tの積です。学生は透析やU字管の演示で水の向きを予測するときにこの差を使い、臨床・薬学の教育では二つのIV輸液や血漿様オスモル濃度との比較に、プロセス技術者は逆浸透や正浸透の膜間圧力の概算に用います。本計算機は両溶液のオスモル濃度と共有の絶対温度、必要に応じて非SI単位系向けの気体定数を受け取り、各側の圧力と符号付き差、単位のヒント、監査用の式文字列を返し、零または負の温度は拒否して非物理的な絶対尺度が無意味な積にならないようにします。

二溶液の浸透圧差の定義

理想希薄溶液の van 't Hoff 束一的関係から始めます。完全な半透膜の片側の浸透圧は、その側のオスモル濃度 c・気体定数 R・絶対温度 T の積です。各側について π = c·R·T と書きます。

両側が同じ T と R を共有するとき、膜を横切る浸透圧差はそれらの積の差、すなわちデルタπ = π1 − π2 であり、(c1 − c2)·R·T に因数分解されます。ここでのオスモル濃度は総粒子濃度です。

分析モル濃度 M と解離の van 't Hoff 因子 i から始める場合は c = i·M とし、c を形成済みなら電解質と非電解質は同じ差の式を共有します。温度は絶対で厳密に正でなければなりません。気体定数は濃度と圧力の単位系と一致させる必要があります。

既定SIでは R は約 8.314 J/(mol·K)、濃度は mol/m³ で圧力はパスカルになります。気圧を引用する教科書問題では、しばしば R ≈ 0.082057 L·atm/(mol·K) と osmol/L のオスモル濃度を渡し、圧力を atm で得ます。

正のデルタπは側1の浸透圧が高く側2から溶媒を引き込む傾向を意味し、負の差は好ましい溶媒流を反転し、等しいオスモル濃度は正しく差零を与えます。セルシウスからケルビンへの変換、片側の測定圧力から濃度への逆算、血漿基準レンジに対する張性分類、膜阻止表の参照、凝固点降下の計算は行いません。それらは別の検索意図とランディングに属します。

浸透圧差計算機が実務で現れる場面

高校・入門大学の化学では、膜を隔てた二濃度を比較し駆動浸透圧差を問う束一的性質の演習が出され、信頼できるオラクルが採点とデモ準備を加速します。実験科目では透析袋やU字管の両側に糖や塩の水溶液を調製し、静水頭を測って実験的デルタπを理想的な (c1 − c2) R T 予測と比較するため、学生はレポートが引用する同じ閉じた形を必要とします。

臨床・薬学の教育ラボでは血漿様オスモル濃度に対する低張・高張流体を議論し、片側圧力だけでなく符号付き差が要ります。プロセス技術者は逆浸透・正浸透・浸透発電のスケッチで設計浸透圧差を見積もってから本格シミュレーションに進みます。

後から単一モル濃度と van 't Hoff 因子からの圧力、片側測定圧力からの濃度、血漿基準に対する張性分類、質量モル濃度からの凝固点降下、R を自分で選ばないパスカルと気圧の自動単位換算が必要なら、この浸透圧差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。

活用例

宿題・試験の解答キー

教科書の SI と atm/R の組について Δπ = (c1−c2)·R·T を計算し、学生と自動採点が二溶液の閉じた形の正解を共有できるようにします。

透析・U字管実験の予測

調製した浴と袋のオスモル濃度と共有温度から理想的な浸透圧差を予測し、静水頭測定と比較する前の基準とします。

RO・FOプロセスの概算

運転温度でのフィードとドロー溶液のオスモル濃度から膜間の浸透駆動力を見積もり、逆浸透または正浸透の概算に用います。

よくある質問

この計算機はどの式を使いますか？

同じ絶対温度の二つの理想希薄溶液では Δπ = (c1 − c2) · R · T です。c1 と c2 はオスモル濃度です。等価に π1 = c1·R·T、π2 = c2·R·T、Δπ = π1 − π2 です。

温度が零または負だとどうなりますか？

絶対温度は零より大きくなければならず、T ≤ 0 は束一的積として非物理なので、圧力をでっち上げず拒否します。

オスモル濃度とモル濃度の関係は？

オスモル濃度 c は総粒子濃度です。分析モル濃度 M と van 't Hoff 因子 i が分かれば先に c = i·M を作り、ここへ c1 と c2 を渡してください。本ページは i を再計算しません。

どの気体定数を使うべきですか？

教科書の atm 作業では R ≈ 0.08205746 L·atm/(mol·K) と osmol/L のオスモル濃度で Δπ を atm にします。

差がマイナスになるのはどういう意味ですか？

2番目の溶液の浸透圧のほうが高く、1番目の側から溶媒を引き寄せるという意味です。プラスならその逆で、浸透圧モル濃度が等しければ差は正しくゼロになります。

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

POSThttps://api.kit.forhosting.com/chem/osmotic-pressure-two-solutions

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/osmotic-pressure-two-solutions \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"osmolarity_1":0.3,"osmolarity_2":0.15,"temperature":298.15}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/osmotic-pressure-two-solutions", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "osmolarity_1": 0.3,
    "osmolarity_2": 0.15,
    "temperature": 298.15
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/chem/osmotic-pressure-two-solutions",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "osmolarity_1": 0.3,
    "osmolarity_2": 0.15,
    "temperature": 298.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/osmotic-pressure-two-solutions", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"osmolarity_1":0.3,"osmolarity_2":0.15,"temperature":298.15}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"osmolarity_1":0.3,"osmolarity_2":0.15,"temperature":298.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/osmotic-pressure-two-solutions", 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

{
  "osmolarity_1": 0.3,
  "osmolarity_2": 0.15,
  "temperature": 298.15
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.osmotic_pressure_two_solutions",
  "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

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。

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

無料のブラウザツールと有料APIは同一の純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入力で決して食い違いません。

二溶液の浸透圧差の定義

零ケルビンや負値はこの式で非物理的であり、無言の誤結果ではなく明確な invalid_input で検証失敗します。本能力は決定的な浮動小数点演算で閉じた形を評価し、乱数シード・壁時計・ネットワーク呼び出し・モデルドリフトがなく、同一入力は常に同一の JSON を生成します。

送信内容と戻り値

負のオスモル濃度は非物理として失敗します。temperature は両側が共有するケルビンの絶対温度で、零より大きくなければなりません。零と負値は非絶対尺度上で束一的積が非物理のため失敗します。宿題と手早い健全性確認には無料ブラウザフォームを配線し、大量の解答キー・実験レポート用フィクスチャ・採点オラクルが必要なときはスクリプトから同一契約を呼び出してください。フィールド osmolarity_1、osmolarity_2、temperature に必須の有限数三つを送り、SI既定を使わない場合は任意で gas_constant を含めます。osmolarity_1 は第一溶液の総粒子濃度 c1 で、リットル・気圧形の R を渡すときは osmol/L、既定SIの R に依るときは mol/m³ とし、非負でなければなりません。osmolarity_2 は膜の反対側の第二溶液の c2 で、同じ単位規則と非負ゲートです。gas_constant は任意で、省略すると 8.314462618 J/(mol·K) を使い、またはオスモル濃度と希望する圧力単位に合う正の有限値を渡します。欠落フィールド、非数値文字列、NaN、Infinity、非正温度、負のオスモル濃度、非正の気体定数は invalid_input で失敗し課金されません。成功時は整形済みの osmolarity_1、osmolarity_2、osmolarity_difference、temperature、gas_constant をエコーし、SI既定を適用したとき gas_constant_defaulted を立て、主結果として osmotic_pressure_1、osmotic_pressure_2、osmotic_pressure_difference を提供し、単位ヒントオブジェクトを含め、method を van_t_hoff_osmotic_pressure_difference、formula をデルタπ = (c1 − c2) R T に設定して宿題の記述が同じ式を引用できるようにします。古典的な教科書確認には 298.15 ケルビンで 0.3 対 0.15 オスモル、R = 0.08205746、および等濃度で差零が含まれます。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。

浸透圧差計算機が実務で現れる場面

本能力は純パースエンジンのため、API 料金は成功件あたり公開ベース $0.002 で、検証失敗は残高を消費しません。

技術的な質問

費用はいくらですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API リクエストは成功件あたり $0.002 の前払い KIT 残高を使い、無効入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

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透析・U字管実験の予測

RO・FOプロセスの概算

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関連ツール

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エンドポイント

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リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

二溶液の浸透圧差の定義

送信内容と戻り値

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