化学量論計算ツール

化学量論では、係数を合わせた化学反応式の係数を使って、反応する物質と生成する物質の量を関係づけます。係数が表すのはグラムではなく物質量（mol）の比なので、質量の問題はいつも同じ3つの手順で解けます。

1. 質量から物質量へ。 わかっている質量を、その物質のモル質量で割ります：n = m ÷ M。
2. 物質量の比。 求める物質の係数をかけ、わかっている物質の係数で割ります。
3. 物質量から質量へ。 求める物質の物質量に、そのモル質量をかけます：m = n × M。

わかっている量が最初から物質量（mol）で与えられている場合は、1つ目の手順は不要です。

計算例：水素 4 g から生成する水の質量

化学反応式は 2 H2 + O2 -> 2 H2O です。

• モル質量：M(H2) = 2 × 1.008 = 2.016 g/mol、M(H2O) = 2 × 1.008 + 15.999 = 18.015 g/mol。
• 質量から物質量へ：4 g ÷ 2.016 g/mol = 1.98413 mol H2。
• 物質量の比：1.98413 mol H2 × (2 ÷ 2) = 1.98413 mol H2O。
• 物質量から質量へ：1.98413 mol × 18.015 g/mol = 35.74 g H2O。

同じ 4 g の水素は 31.74 g の酸素と反応し、4 + 31.74 = 35.74 になります。反応物の質量の合計は生成物の質量と等しくなるので（質量保存の法則）、どんな答えもこの方法で手早く検算できます。

ほかにも試せる例

2行目と4行目は、係数を合わせていない式のまま入力しています。ツールは C3H8 + 5 O2 -> 3 CO2 + 4 H2O と 4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3 を使って計算し、そのことを結果に表示します。4行目は逆向きの計算でもあり、わかっている物質が生成物、求める物質が反応物です。

入力できる書き方

• 化学式：Ca(OH)2、Al2(SO4)3、K4[Fe(CN)6] のようにかっこを含む式や、CuSO4.5H2O のような水和物。
• 矢印：->、=、-->、<=> のほか、文書から貼り付けた矢印の文字。
• 下付きの数字：教科書や資料から貼り付けたもの。状態を表す (s)、(l)、(g)、(aq) は無視されます。
• 係数：スペースはあってもなくてもかまいません。2H2O と 2 H2O は同じです。

元素記号は大文字と小文字を区別します。Co はコバルト、CO は一酸化炭素だからです。元素ではない記号があった場合は、推測で進めずに、その記号を示してお知らせします。

結果の前提

結果は理論上の量です。反応が完全に進み、ほかの反応物はすべて過剰にあるものとして計算しています。実際の実験で得られる量はこれより少なく、その割合を表すのが収率です。

丸め方と原子量

モル質量は、IUPACの標準原子量の簡約値（たとえば H 1.008、C 12.011、N 14.007、O 15.999、Na 22.990、Cl 35.45）を合計したものです。結果は有効数字4桁に丸めています。途中計算は有効数字6桁で表示し、各行は直前の行の数値から計算しています。授業や問題集で H = 1、O = 16 のように桁数の少ない原子量を使っている場合は、最後の桁が少しずれることがあります。最終的な答えは、問題で与えられたデータの有効数字に合わせて丸めてください。