化学反応式バランサー
化学反応式を入力するだけで、最小の整数係数で釣り合った式が得られます。すべての元素が釣り合っていることを示す表も表示します。
例を試す:
釣り合った反応式
原子数(釣り合いの証明)
| 元素 | 反応物 | 生成物 | 釣り合い |
|---|---|---|---|
| O | 18 | 18 | |
| H | 12 | 12 | |
| C | 6 | 6 |
化学反応式バランサーについて
化学反応式を釣り合わせるとは、各元素の原子数が両辺で等しくなるような整数の係数を求めることで、質量保存の法則の要請です。このバランサーはそれを自動で行います。C6H12O6 + O2 -> CO2 + H2O のような反応式を入力すると、可能な限り小さい整数係数(この場合は 1, 6, 6, 6)を返し、すべての元素で左辺と右辺が一致することを示す原子数の表も表示します。Ca(OH)2 や Ca3(PO4)2 のような括弧・多原子イオン、CuSO4·5H2O のように中点で書かれた水和物、KMnO4 + HCl の酸化還元のように生成物が多い反応にも対応します。すべて正確な分数演算でブラウザ内で計算するため、係数は丸め誤差のない正しい整数になり、入力した式が端末の外に送信されることはありません。
反応式の釣り合わせ方
- 1 反応物と生成物の間に矢印(-> または =)を入れて、反応式を入力欄に入力します。例: Fe + O2 -> Fe2O3
- 2 各物質は プラス記号(+)で区切り、添字は数字で書きます。例: H2O、CO2、Ca(OH)2
- 3 釣り合った反応式を確認します。最小の整数係数が自動で付きます(係数が 1 の場合は省略されます)。
- 4 下の原子数の表を確認します。各元素について左辺と右辺の合計と、一致を示すチェックマークが表示されます。
釣り合わせの仕組み
まず各化学式を元素ごとの原子数に分解します。次に、元素を行・物質を列とする行列を作り、反応物は正の数、生成物は負の数として並べます。有効な係数ベクトルの集合はちょうどこの行列の零空間にあたるため、ツールは浮動小数点を使わず正確な有理数(分数)演算でこれを解き、分母を払って最大公約数で割ることで最小の正の整数に整えます。零空間が空なら反応は釣り合わせられず、2次元以上あれば入力が複数の独立した反応を含むため「あいまい」と報告します。
よくある質問
どんな入力形式に対応していますか?
反応物と生成物を + で区切り、矢印でつなぎます。-> 、= 、→ 、⇌ のいずれも使えます。添字は数字(H2O、CO2)、グループは括弧(Ca(OH)2、Fe2(SO4)3)、水和物は中点(CuSO4·5H2O または CuSO4.5H2O)で書きます。係数は省略できます。ツールが計算します。
なぜ「釣り合わせられない」と表示されるのですか?
どんな整数係数を使ってもすべての元素を一致させられないとき、反応式は釣り合わせられません。多くの場合、ある元素が片方の辺にしか現れていないか、化学式に誤りがあります。各元素が反応物側と生成物側の両方にあるか、化学式のつづりが正しいかを確認してください。
「あいまい」というメッセージは何を意味しますか?
入力によっては独立した釣り合わせ方が複数あり(数学的に自由な解が複数ある)、たいていは2つの別々の反応を1つにまとめてしまっています。各反応を個別に釣り合わせれば、ツールは一意の答えを返します。
方程式ソルバーとは何が違うのですか?
方程式ソルバーは数学の方程式(xを求める一次・二次方程式など)を扱います。この化学反応式バランサーは化学反応を扱い、原子が保存されるような係数を求めます。両者はまったく別の問題を解きます。
関連ツール
UnitConvで化学をさらに探求しましょう。任意の化合物のモル質量を計算したり、周期表・pHスケール・モル濃度を可視化できます。2x + 3 = 7 のような数式には、方程式ソルバーをご利用ください。