溶液の凝固点計算
Kfが1.86の水に1 mol/kgの非電解質を溶かすと、0 °Cではなく−1.86 °Cで凍ります。溶媒の凝固点、質量モル濃度、Kf、粒子の係数を入力すると、降下度と新しい凝固点が代入の段階とともに分かります。ブラウザで無料で使えます。
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計算例
- 溶媒 Tf
- 0
- M
- 1
- クライオスコピック
- 1.86
- 電流(A)
- 1
- 溶媒の凝固点
- 0
- Tf0
- 0
- 質量モル濃度
- 1
- クライオスコピック定数
- 1.86
溶液凝固点の計算機は、純溶媒の凝固温度・溶液の質量モル濃度・クライオスコピック定数・van 't Hoff因子から、混合物の降下した凝固温度を求めます。理想的な束一的モデルでは負の粒子濃度は物理的でないためです。
束一的溶液における凝固点降下の意味
凝固点降下は、不揮発性溶質を溶かしたときに溶媒の凝固温度がどれだけ下がるかを定量する束一的性質です。入門物理化学で使う理想希薄極限では、降下は有効粒子質量モル濃度に比例し、ΔTf は i に Kf に m を掛けた値になります。
ここで m は溶質モル毎キログラム溶媒の質量モル濃度、i は溶質の解離や会合を表す van 't Hoff 因子、Kf は純溶媒のクライオスコピック定数で、溶媒のモル質量・通常凝固点・融解エンタルピーに依存する温度/質量モル濃度の尺度です。
ΔTf が分かれば溶液凝固点は直ちに得られ、Tf は Tf° から ΔTf を引いた値で、Tf° は同じ温度単位での純溶媒凝固温度です。教員や自動採点は成功経路と同じくらい負の質量モル濃度の拒否を重視します。質量モル濃度ゼロは許可され、ΔTf がゼロで Tf が Tf° に戻るだけの有用な極限チェックになります。
実用上の注意、限界、関連する化学検索
温度単位を揃えてください。Tf° が摂氏で Kf が °C·kg/mol なら、ΔTf と Tf もその摂氏スケールを共有します。ケルビン基準の Kf で全てをケルビンで扱う場合も同じです。
束一的作業ではモル濃度より質量モル濃度を優先してください。クライオスコピック表は溶液のリットルではなく溶媒のキログラムで定義されているためです。クライアントを制御できるときは整形済み文字列より数値を送り、数値文字列は厳密な有限数値パターンに一致する場合のみ受け付けます。
本ページは溶液凝固点計算機、質量モル濃度からの凝固点降下、クライオスコピック定数の宿題支援を探す方向けであり、沸点上昇の沸点上昇計、名称による溶媒検索、多成分固液相図の完全ソルバーではありません。既に Tf°・m・Kf・i があり降下凝固温度だけが必要なときに本機能を使い、測定降下から Kf を取り戻すなら束一的式をオフラインで逆算してください。
活用例
Tf = Tf° − i·Kf·m の化学宿題チェック
学生は教科書の束一的性質の問題から溶媒凝固点・質量モル濃度・クライオスコピック定数・van 't Hoff 因子を入力し、提出前に手書きの Tf と決定的な結果を比較します。
学生向け凝固点ソルバーの単体テスト
既知の降下ケースと意図的な負の質量モル濃度拒否を、化学ツールのコーディング型課題の期待値として生成します。
不凍液・塩水凝固点の実験予測
調製した質量モル濃度と表の Kf を、理想 i·m モデル下の期待溶液凝固温度へ素早く変換し、実験報告と工程確認に使います。
よくある質問
溶液の凝固点はどのように計算されますか?
理想的な束一的モデルでは ΔTf = i·Kf·m および Tf = Tf° − ΔTf です。Tf° は純溶媒凝固点、m は質量モル濃度、Kf はクライオスコピック定数、i は van 't Hoff 因子です。
どの van 't Hoff 因子を使うべきですか?
理想的な強電解質はイオン数(NaCl ≈ 2、CaCl₂ ≈ 3)を使います。実溶液では理想イオン数より小さい有効 i を使うことがあります。
名前付き溶媒の Kf を調べますか?
いいえ。 Kf(と Tf°)は表または実験データからご自身で与えます。水のよくある値は Tf° = 0 °C、Kf ≈ 1.86 °C·kg/mol ですが、計算機は溶媒をハードコードしません。
モル濃度ではなく質量モル濃度を使うのはなぜですか?
凝固点降下定数の表は、溶液1リットルではなく溶媒1キログラムあたりで定められているためです。質量モル濃度を使えば、表の Kf の値とそのまま組み合わせられます。
質量モル濃度に負の値を入れるとどうなりますか?
負の粒子濃度は物理的にありえないため、分かりやすいメッセージで受け付けません。溶媒と溶質の質量を取り違えたときや、単位換算で符号を誤ったときに気づけます。
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/solution-freezing-point \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"tf_solvent":0,"m":1,"kf":1.86,"i":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/solution-freezing-point", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"tf_solvent": 0,
"m": 1,
"kf": 1.86,
"i": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/chem/solution-freezing-point",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"tf_solvent": 0,
"m": 1,
"kf": 1.86,
"i": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/solution-freezing-point", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"tf_solvent":0,"m":1,"kf":1.86,"i":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"tf_solvent":0,"m":1,"kf":1.86,"i":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/solution-freezing-point", 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
{
"tf_solvent": 0,
"m": 1,
"kf": 1.86,
"i": 1
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "chem.solution_freezing_point",
"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 | 1000000000000 |
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
純溶媒のTf°(標準条件下の水なら摂氏ゼロ度、または表に載った溶媒値)、溶質のモル毎キログラム溶媒の質量モル濃度 m、質量モル濃度あたりの温度単位のクライオスコピック定数 Kf、無次元因子 i(グルコースやスクロースなどの非電解質は1、理想的な塩化ナトリウムは約2、理想的な塩化カルシウムは約3)を入力すると、ΔTf は i に Kf に m を掛けた値、溶液凝固点 Tf は Tf° から ΔTf を引いた値、反映されたフィールド名、式の文字列、宿題・実験ノート・自動テストに貼れる段階的な代入が返ります。負の質量モル濃度は明確な invalid_input エラーで拒否されます。経路は純粋な決定的算術であり、ネットワークも乱数シードも壁時計依存もなく、無料のブラウザ実行器と前払いAPIは、化学の凝固点降下チェックのたびに固定小数丸め後に同じ JSON を返します。
束一的溶液における凝固点降下の意味
溶媒と溶質の質量を取り違えたり、単位換算後に質量モル濃度にマイナスを付けたりした学習者には、非物理的な凝固点上昇ではなく明示的な invalid_input メッセージを示すべきです。検証経路は公開フィールドと同じ固定丸めで i に Kf に m を掛けて Tf° から引き、成功応答は常に、凝固点降下とクライオスコピック定数に関するテスト・実験報告・化学ワークシートで検証できる手順を同梱します。
APIの呼び出し方と返却内容
質量モル濃度 m は負であってはならず、厳密に負の値は拒否されます。必須の有限数4つを含む JSON 本体を送ってください: tf_solvent(別名 solvent_freezing_point、tf0、Tf0、freezing_point_solvent、t_f_solvent、tf_pure)、m(別名 molality、molal、m_solute)、kf(別名 cryoscopic_constant、Kf、freezing_point_constant、k_f、kf_solvent)、i(別名 van_t_hoff、vant_hoff、vanthoff、factor、i_factor)。絶対値は公開上限の1兆以内に保ち、Worker とブラウザの IEEE 倍精度で中間積が有限に収まるようにします。成功時は丸めた tf_solvent、m、kf、i をエコーし、一般的な別名の下に反映し、delta_tf・freezing_point_depression・DeltaTf を同じ丸め降下に、tf_solution・solution_freezing_point・freezing_point を同じ丸め溶液温度に、formula を Tf は Tf° から i に Kf に m を掛けた値を引いた文字列に、formula_delta を ΔTf は i に Kf に m を掛けた文字列に、equation を埋めた代入文字列に、message を短い要約に、steps を計算行の順序付き配列に設定します。欠落フィールド・非有限数・絶対限界外・負の質量モル濃度など検証失敗は invalid_input を返し、課金されません。料金は成功リクエストごとに固定の $0.002 で、単位品目・限界単位価格ゼロです。
実用上の注意、限界、関連する化学検索
化学の指導では例を組み合わせます: Tf° がゼロ、Kf が約 1.86、m が1、i が1の水は ΔTf 約 1.86 と Tf 約マイナス 1.86 を回復し、i が2の理想1質量モル塩化ナトリウムは降下をほぼ倍にし、質量モル濃度ゼロは純溶媒凝固点を回復し、意図的に負の質量モル濃度を送ると非物理的濃度を防ぐ硬い invalid_input 経路を示せます。invalid_input を返す失敗タスクは前払い残高を消費しないため、学習者が意図的に負の質量モル濃度を送る探索スクリプトも安価です。往復確認は簡単で、手計算で i に Kf に m を掛けて Tf° から引き、ΔTf と Tf が同じ12桁丸めの公開フィールドと一致することを確かめます。
技術的な質問
質量モル濃度が負のときはどうなりますか?
このモデルでは負の質量モル濃度は物理的ではありません。本ツールは非物理的な凝固点上昇を捏造せず invalid_input を返します。
溶液凝固点の計算機は無料ですか?
ブラウザツールは無料でローカル実行です。API 呼び出しは成功リクエストごとに $0.002 の前払い KIT 残高を使い、失敗タスクは課金されません。