化学反応式バランサー
Fe + O2 -> Fe2O3、C3H8 + O2 -> CO2 + H2O、Al + HCl -> AlCl3 + H2 のような化学反応式の係数を合わせます。この計算ツールは中性の化学式、丸かっこ、角かっこ、水和物のドット表記を解析し、正確な有理数演算で係数の連立方程式を解き、左右それぞれの原子数を表示するので、質量保存則を確認できます。
化学反応式バランサーの仕組み
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1
未調整の反応式を入力する
反応物と生成物の間に矢印を 1 本置き、化合物の間はプラス記号でつなぎます。先頭に付いている既存の係数は無視されるため、化学式そのものから方程式を解けます。
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2
パーサーが各元素を数える
元素記号、倍数、Fe2(SO4)3 のようなグループ化された式、角かっこ、CuSO4.5H2O のような水和物表記を展開し、元素ごとの原子数に変換します。
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3
最小の整数係数を読み取る
ソルバーが保存則の行列を組み立て、正確な零空間ベクトルを求め、それを最小の正の整数係数に約分します。
-
4
左右の原子数を確認する
結果の表には各元素の左辺と右辺の原子数合計が並ぶので、係数を合わせた反応式をコピーする前に入力ミスをすぐ見つけられます。
化学反応式の係数を合わせるとは
化学反応式は、すべての元素が反応物側と生成物側で同じ総数になったときに釣り合います。化学式そのものは変わらず、各化合物の前の係数だけが変わります。だからこそ Fe + O2 -> Fe2O3 は次のようになります。
4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3
係数 4 は鉄原子 4 個を、3 O2 は酸素原子 6 個を意味し、2 Fe2O3 には鉄原子 4 個と酸素原子 6 個が含まれます。どの元素も左右で一致します。
例題: プロパンの燃焼
C3H8 + O2 -> CO2 + H2O の場合、係数を合わせた反応式は次のとおりです。
C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O
| 元素 | 左辺の原子数 | 右辺の原子数 | 一致する理由 |
|---|---|---|---|
| C | 3 | 3 | 3 CO2 で炭素原子 3 個 |
| H | 8 | 8 | 4 H2O で水素原子 8 個 |
| O | 10 | 10 | 5 O2 で酸素原子 10 個。生成物側は 6 + 4 |
対応している化学式の書き方
- 通常の大文字小文字で書いた元素記号:
NaCl、Fe2O3、Ca(OH)2 - グループを表す丸かっこ・角かっこ・波かっこ:
Fe2(SO4)3、K4[Fe(CN)6] - ASCII のピリオドによる水和物表記:
CuSO4.5H2O - 式の末尾に付ける任意の状態記号:
(s)、(l)、(g)、(aq)
最良の結果を得るには、係数合わせの前にイオンの電荷や酸化還元半反応の電子表記を取り除いてください。このツールは中性の分子式と、授業や実験準備でよく使う反応式を対象に設計されています。
正確な計算が重要な理由
多くの化学反応式は、解く途中で係数が分数になります。この計算ツールは分数を正確なまま保持し、最小公分母を掛けてから最大公約数で約分します。これにより丸め誤差を避け、正の解が存在する限り最小の整数係数の組が得られます。
よくある質問
はい。Ca(OH)2、Al2(SO4)3、K4[Fe(CN)6] のようなグループは係数合わせの前に展開されるため、グループの倍数も正しく数えられます。
かまいませんが、ソルバーは先頭の整数係数を無視して最小の有効な組を計算し直します。たとえば 2 H2 + O2 -> H2O と入力しても、結果は 2 H2 + O2 -> 2 H2O になります。
いいえ。原子の保存則に基づいて中性の化学式の反応式を釣り合わせます。電子や電荷、酸性・塩基性条件の手順を含む半反応式は、専用の酸化還元バランサーで処理してください。
多くの場合、化学式の入力ミス、未対応の電荷記号、生成物や反応物の不足、あるいはある元素が片側にしか現れないことが原因です。各式の書き方を確認して、もう一度お試しください。
いいえ。解析と係数合わせはページのリクエスト内で実行され、結果はあなたのセッションにのみ返されます。
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