化学反応式の係数を合わせる
反応物と生成物の化学式を入力してください。各元素の原子数が左右で等しくなる、最小の正の整数係数を計算します。
対応範囲: 現在は電荷のない中性分子式だけに対応しています。イオン電荷や電子を含む半反応式は配平できません。酸化還元反応をイオン式で解く用途には使わないでください。
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化学反応式の係数を合わせる
反応物と生成物を入力すると、各元素を確認し、最小の正の整数比で係数を求めます。
係数を合わせた反応式
2H2 + O2 → 2H2O
各物質の係数
- 2
H2反応物 - 1
O2反応物 - 2
H2O生成物
元素ごとの保存確認
| 元素 | 反応物側 | 生成物側 | 保存 |
|---|---|---|---|
| H | 4 | 4 | はい |
| O | 2 | 2 | はい |
係数の求め方
- 3個の物質について、H、Oの原子数を数えました。
- 浮動小数点の丸めに頼らず、厳密な有理数で元素保存の連立方程式を解きました。
- 解を最小の正の整数比 2 : 1 : 2 に約分しました。
入力方法
| 入力するもの | 書き方 | 例 |
|---|---|---|
| 反応物・生成物 | 物質を + で区切る | H2 + O2 |
| 矢印 | ->、=、=>、<=>、→、↔、⇌ など | H2 + O2 -> H2O |
| 係数 | 省略可。入力する場合は正の整数 | 2H2 + O2 -> 2H2O |
| 状態記号 | (s)、(l)、(g)、(aq) を末尾に付ける | H2(g) + O2(g) -> H2O(l) |
Ca(OH)2 や Al2(SO4)3 のような括弧付きの式も入力できます。1つの化学式の質量を求めたい場合は、モル質量計算ツールを使ってください。
係数と下付き数字の違い
配平で変えるのは化学式の前に置く係数です。化学式の中の下付き数字は変えません。
2H2Oの先頭の 2 は係数で、式全体に掛かります。H 原子は 4 個、O 原子は 2 個です。H2Oの 2 は下付き数字です。H2O2に書き換えると、水ではなく過酸化水素になります。4 : 2 : 4も原子数は合いますが、最小の整数比は2 : 1 : 2です。
係数は物質量の比を表し、下付き数字は1つの物質を構成する原子数を表します。ここを混同すると、反応式そのものが別物になります。
計算例1: 水の生成
未配平の式は次のとおりです。
H2 + O2 -> H2O
O2 には O 原子が2個あるため、H2O の前を2にします。生成物側の H 原子が4個になるので、H2 の前も2です。
2H2 + O2 -> 2H2O
| 元素 | 反応物側 | 生成物側 |
|---|---|---|
| H | 2 × 2 = 4 | 2 × 2 = 4 |
| O | 1 × 2 = 2 | 2 × 1 = 2 |
最小係数比は 2 : 1 : 2 です。
計算例2: アルミニウムと硫酸
括弧を含む反応式を見てみます。
Al + H2SO4 -> Al2(SO4)3 + H2
生成物には硫酸イオンのまとまり SO4 が3組あるため、H2SO4 の係数を3にします。H 原子は6個になるので H2 は3、Al 原子は2個必要です。
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2
左右の合計は Al = 2、H = 6、S = 3、O = 12 です。括弧の後ろの3は、括弧内の S と O の両方に掛かります。
この計算ツールの解き方
ツールは元素ごとに保存式を作り、反応物を正、生成物を負として連立方程式にします。その式を厳密な有理数で解き、すべて正の整数に直してから最大公約数で約分します。
浮動小数点で近似すると、本来2である係数が 1.9999999998 のようになる場合があります。このツールは表示直前まで比を厳密に保つため、丸めによって原子数がずれることはありません。
よくある間違い
- 原子数を合わせるために下付き数字を変えないでください。式の前に係数を置きます。
- 括弧の後ろの数字は、括弧内のすべての元素に掛けます。
- 全係数を最大公約数で割ります。
4H2 + 2O2 -> 4H2Oは2H2 + O2 -> 2H2Oにします。 - ある元素が片側にしかない場合は、化学式または生成物が不足していないか確認します。
- 同じ物質を同じ側に重ねて書かず、1つの項にまとめます。
- イオンの電荷記号や電子
e-は入力しないでください。現在の版は電荷保存を判定しません。
濃度調整には希釈計算ツールを使えます。公開中の計算ツールと対応範囲は化学ツール一覧で確認できます。
よくある質問
化学反応式の係数はどう合わせますか？
左右の各元素を数え、化学式の前に係数を置いて原子数を等しくします。最後に全係数を最大公約数で割り、最小の整数比にします。
括弧を含む化学式にも対応していますか？
はい。Ca(OH)2 や Al2(SO4)3 を解析し、閉じ括弧の後ろの数字を括弧内のすべての原子に掛けます。
配平するときに下付き数字を変えてもよいですか？
いいえ。下付き数字を変えると別の物質になります。変更できるのは、完成した化学式の前に置く係数だけです。
イオン反応式や酸化還元反応にも使えますか？
中性分子式で書ける反応には使えますが、イオン電荷や電子を含む式には使えません。現在の版は原子数を保存し、電荷は検証しません。
なぜ最小の整数係数で表示するのですか？
すべての係数を同じ整数倍にしても物質量の比は同じです。通常の表記に合わせ、共通因数を除いた最小の正の整数比を表示します。