質量から求める限定試薬計算ツール
量り取った2つの反応物のどちらが先になくなるかが分かります。2 g/mol、係数2の水素10 gと、32 g/mol、係数1の酸素10 gなら酸素が限定反応物で、水素が4.375 mol余ります。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
- 反応物Aの質量
- 10
- モル質量A
- 2
- 係数A
- 2
- 反応物Bの質量
- 10
- モル質量B
- 32
- 係数B
- 1
- モル数A
- 5
- モル数B
- 0.3125
- 進行度A
- 2.5
- 進行度B
- 0.3125
この質量から求める限定試薬計算ツールは、均衡の取れた化学反応において、2種の反応物のどちらが先に尽きるかを教えてくれます。反応物Aについて質量、モル質量、化学量論係数を、反応物Bについても同じ3つの値を入力します。エンジンは各質量をモル数に変換し、対応する係数で割って反応の進行度（反応の程度）を求め、進行度が小さいほうの反応物を限定試薬とラベル付けします。定番の授業向け検証例としては、モル質量2・係数2の水素10gと、モル質量32・係数1の酸素10gを比べると酸素が限定試薬になるケース、モル質量28・係数1の窒素28gとモル質量2・係数3の水素6gを比べると混合物がちょうど化学量論比になるケースが挙げられます。このエンジンは有限で決定的な算術演算のみを用い、ネットワーク呼び出しも、サンプリングも、日付に依存する近道もありません。宿題や実験準備、収量計画にはブラウザで無料でご利用いただけます。
限定反応物の意味と結果の読み方
限定反応物とは、均衡の取れた化学反応が進行するときに最初に完全に消費される試薬のことであり、反応がどこまで進むかを、ひいては理論上の生成物量を決定づけます。反応式が均衡していれば、化学量論係数によって反応物間のモル比が確定します。
手元にある各質量をそのモル質量で割ってモル数に変換し、その反応物の係数で割ることで、反応バッチ数で測った反応の進行度が得られます。進行度が小さいほうが限定試薬を示し、もう一方の反応物は過剰であり、限定試薬が使い切られた後もモル数が残ります。
両方の進行度が微小な相対誤差の範囲内で一致する場合、どちらの反応物も限定的ではなく、その混合物は化学量論的であるといえます。一方の反応物の質量がゼロで、もう一方が正の場合は有効な入力であり、質量ゼロの反応物は進行度もゼロとなって限定試薬になります。
生成物質量を求める経路、収率パーセントを求める経路、3種以上の反応物を探索する経路、反応式のバランス調整はこのツールにはありません。1種の反応物から生成物質量を求めたい場合、実測質量から収率パーセントを求めたい場合、あるいは体積による気体の化学量論が必要な場合は、それぞれ専用の機能をご利用ください。
限定反応物の分析が学習・実験・ソフトウェアのどこで役立つか
学生が限定反応物の問題に出会うのは、教科書が反応式のバランス調整の後にモル比を導入するとき、宿題が2種の反応物のグラム数を与えてどちらが限定的かを尋ねるとき、あるいはコンテスト問題が生成物質量のステップの前に明確なラベルを求めるときです。
教師は、収率パーセントと限定試薬の分析を混同したり誤った単位を仮定したりする不透明なアプリを信頼することなく、控えめなモル質量と整数係数について解答例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2種の出発材料を秤量し、天秤と均衡反応式しか手元にない場合に同じ比較を利用します。
各質量をモル数に変換し、進行度を求め、限定試薬にラベル付けし、どれだけの過剰が残るかを計画するのです。
開発者は同じ契約をスクリプトから呼び出し、化学チューター用の決定的なテストベクトルを生成したり、実験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、あいまいなスケッチではなく限定試薬のラベル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。
活用例
宿題と限定試薬の検証
採点や収量の作業の前に、教科書の2種の反応物の質量を、モル質量と均衡係数を用いて明確な限定試薬のラベルへと変換します。
実験準備と教育ソフトウェア
実験ノート、チュータリングUI、自動ワークシート生成ツールにおいて、秤量した反応物のどちらが均衡反応式を限定するかを特定します。
よくある質問
質量から求める限定試薬計算ツールの料金はいくらですか？
このページのブラウザ上では無料です。無効な入力には課金されません。
限定反応物はどのように決まりますか？
各反応物について、モル数 = 質量 / モル質量、進行度 = モル数 / 係数を求めます。進行度が小さいほうの反応物が限定試薬です。
モル質量や係数がゼロの場合はどうなりますか？
ゼロまたは負のモル質量では質量をモル数に変換できず、非正の係数では反応の進行度が未定義または非物理的になります。
このツールは生成物質量や収率パーセントを計算できますか？
いいえ。 2種の反応物のどちらが限定的かを特定し、過剰モル数を報告するだけです。生成物質量や収率パーセントには、質量対質量ツールや収率計算ツールをご利用ください。
結果が特定の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の範囲で精度を設定できます。
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/limiting-reactant-two \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass_a":10,"molar_mass_a":2,"coeff_a":2,"mass_b":10,"molar_mass_b":32,"coeff_b":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/limiting-reactant-two", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass_a": 10,
"molar_mass_a": 2,
"coeff_a": 2,
"mass_b": 10,
"molar_mass_b": 32,
"coeff_b": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/limiting-reactant-two",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass_a": 10,
"molar_mass_a": 2,
"coeff_a": 2,
"mass_b": 10,
"molar_mass_b": 32,
"coeff_b": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/limiting-reactant-two", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass_a":10,"molar_mass_a":2,"coeff_a":2,"mass_b":10,"molar_mass_b":32,"coeff_b":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass_a":10,"molar_mass_a":2,"coeff_a":2,"mass_b":10,"molar_mass_b":32,"coeff_b":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/limiting-reactant-two", 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_a": 10,
"molar_mass_a": 2,
"coeff_a": 2,
"mass_b": 10,
"molar_mass_b": 32,
"coeff_b": 1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.limiting_reactant_two",
"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やチュータリングソフト、授業デモで再現性のある限定試薬のフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002でAPIをお使いください。
限定反応物の意味とレスポンスに含まれる内容
この計算ツールは、検証済みのAとBの質量・モル質量・係数、中間的なモル量、両方の進行度、限定試薬のラベル（a、b、neitherのいずれか）、過剰反応物のラベル、過剰種に残るexcess_moles、真偽値のis_stoichiometricフラグ、使用した精度、メソッドタグlimiting_reactant_two、そして簡潔な数式のリマインダーを返します。エンジンはサポートされる数値範囲内で2つの進行度を比較するか、invalid_inputで入力を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、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や化学量論係数（ゼロのモル質量では質量をモル数に変換できず、非正の係数では進行度が未定義または非物理的になるため）が含まれます。このページが答えるのは、質量を持つ2種の反応物のどちらが均衡反応を限定するかのみであり、記号的な手順を勝手に作り出してはならないワークシート、ユニットテスト、APIの利用者に適した安定した数値出力を提供します。
質量・モル質量・係数の読み取り方法と再現性の保ち方
両方のモル質量は、g/molまたは選んだ質量単位に整合するモル質量単位で、厳密に正の有限数でなければなりません。数値文字列の先頭にある任意のプラス記号と指数表記は、有限の10進数として解析できる限り許可されますが、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。計算では、各反応物についてn = 質量 / モル質量を求め、進行度 = モル数 / 係数を求め、2つの進行度を比較し、小さいほうが判明したら、過剰種のモル数から限定側の進行度に過剰種の係数を掛けた値を引いて残余の過剰モル数を求めます。反応物Aの質量として優先されるフィールドはmass_aですが、m_a、massA、reactant_a_massのエイリアスも受け付けられ、スプレッドシート、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。Bの質量はmass_bで、エイリアスはm_b、massB、reactant_b_massです。Aのモル質量はmolar_mass_aで、エイリアスはmm_a、M_a、molarMassAです。Bのモル質量はmolar_mass_bで、エイリアスはmm_b、M_b、molarMassBです。化学量論係数はAにcoeff_a（エイリアスa、n_a、coefficient_a）、Bにcoeff_b（エイリアスb、n_b、coefficient_b）を使用します。係数は正でなければならず、ゼロの場合は、不正なセルが静かなゼロ除算にならないよう、フィールド名を示すメッセージとともに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で、進行度比較を自分で再実装したくない場合は、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。
限定反応物の分析が学習・実験・ソフトウェアのどこで役立つか
プロダクトツールや教育ツールは、学習者が2つの質量、モル質量、係数を入力し、UIがどちらの反応物が限定的かを明確な中間モル数と進行度とともに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。このページ上ではすべての処理がブラウザ内で完結します。APIを経由する場合、成功した参照ごとに$0.002が課金され、検証に失敗したリクエストには課金されず、レスポンスが返された後は何も保存されません。この分離、すなわち無料の対話的な探索と同一結果を返す有料APIという構成は、KITのtier-Aカタログの他の部分と一致しており、数学的な結果を変えることなく教室でのデモから自動化パイプラインへと移行できます。関連する化学量論の量が必要な場合は質量対質量の化学量論や気体体積のヘルパーと、無料で決定的な化学量論計算ツールの小さなラボを構築する場合は他の科学系エンドポイントと組み合わせてご利用ください。
連携の活用例
決定的なテストフィクスチャ
2種の反応物を対象とした限定試薬分析のユニットテスト、化学チューター、CIアサーションのために、再現性のあるlimiting_reactant、extents、excess_molesを生成します。