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理論収量計算ツール

概要:理論収量計算ツールです。任意の反応式を入力し、反応物の質量または物質量を入れると、係数を合わせた反応式、制限試薬、理論収量(g)、過剰な反応物の残量、収率を順を追って求めます。無料でWebブラウザ上で動作し、ダウンロードは不要です。

化学反応式と反応物の量を入力してください。計算ツールが反応式の係数を合わせ、制限試薬を見つけ、任意の生成物の理論収量をグラムとモルで求めます。実収量を入力すると収率も得られます。

要点:反応物を物質量に換算し、それぞれを係数で割って制限試薬を求め、生成物/反応物の物質量比を掛け、さらに生成物のモル質量を掛けます。サリチル酸2.00 gからのアスピリンの理論収量は2.61 gです。

理論収量の計算方法

  1. 反応式の係数を合わせます。計算ツールが係数合わせツールを使って自動で行います。
  2. 各反応物を物質量に換算します:質量 ÷ モル質量。
  3. 制限試薬を求めます:各反応物の物質量をその係数で割ります。値が最も小さいものが制限試薬です。
  4. 物質量比を使います:生成物の mol = 制限試薬の mol × (生成物の係数 ÷ 制限試薬の係数)。
  5. グラムに換算します:理論収量 = 生成物の mol × 生成物のモル質量。
理論収量(g)=(制限試薬の mol)×(b/a)× M(生成物) 収率 = 実収量 ÷ 理論収量 × 100%

計算例

サリチル酸からのアスピリン

C₇H₆O₃ 2.00 g(0.01448 mol)と無水酢酸5.00 g(0.04898 mol)、比は1:1。サリチル酸が制限試薬:0.01448 × 180.16 g/mol

理論収量2.609 g。1.80 gを単離した場合、収率は69.0%

ハーバー・ボッシュ法

N₂ 28.0 g(0.9995 mol)+ H₂ 10.0 g(4.96 mol)。N₂ + 3H₂ → 2NH₃ より N₂ が制限試薬:NH₃ 1.999 mol × 17.03 g/mol

NH₃ 34.04 g

水の合成

H₂ 10 g(4.96 mol)+ O₂ 64 g(2.00 mol)。2H₂ + O₂ → 2H₂O より O₂ が制限試薬:H₂O 4.00 mol

H₂O 72.06 g、H₂ 1.94 gが残る

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よくある質問

理論収量とは何ですか?

理論収量とは、制限試薬が損失なく完全に反応した場合に生成しうる生成物の最大量です。係数を合わせた反応式とモル質量から計算します。

制限試薬はどうやって求めますか?

各反応物を物質量に換算し、係数を合わせた反応式でのその係数で割ります。結果が最も小さい反応物が最初になくなります。これが制限試薬(限定反応物)で、理論収量を決めます。

理論収量、実収量、収率の違いは何ですか?

理論収量は計算で求める値、実収量は実験で実際に単離した量で、収率 = 実収量 ÷ 理論収量 × 100% です。

収率が100%を超えることはありますか?

純粋で乾燥した生成物ではありえません。100%を超える場合は通常、生成物に溶媒や水が残っている、不純物が混入している、または秤量の誤りがあることを意味します。

1つの反応物の量しかわからない場合は?

その反応物だけを入力し、ほかは空欄のままにします。ほかの反応物は過剰にあるものとして扱われるため、入力した反応物が制限試薬になります。

先に反応式の係数を合わせる必要がありますか?

いいえ。係数を合わせていない反応式(例:C3H8 + O2 -> CO2 + H2O)を入力すれば、計算ツールが係数を合わせてから物質量比を求めます。

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