組成百分率から実験式はどのように求めますか？

化合物100 gを仮定すると、各百分率がグラムになります。それぞれを原子量で割ってモル数に換算し、すべてのモル数を最も小さい値で割ります。比が整数でなければ小さい整数を掛けます。得られた整数が添字になります。

実験式と分子式の違いは何ですか？

実験式は最も簡単な整数比で、分子式は分子の中に実際に含まれる原子の数です。分子式は実験式の整数倍になります。グルコースは分子としてはC₆H₁₂O₆で、実験式はCH₂Oです。水はどちらもH₂Oです。

比が1.5や1.33になったらどうすればよいですか？

すべての比を整数にする最も小さい整数を掛けます。1.5なら2、1.33や1.67なら3を掛けます。1.2なら5です。上の表に代表的な場合を示しており、このツールが倍数を自動的に適用します。

燃焼分析からどのようにして実験式が得られますか？

炭化水素や酸素を含む化合物を過剰の酸素中で燃焼させると、炭素はすべてCO₂に、水素はすべてH₂Oに変わります。生成物の質量から炭素と水素の質量が分かり、酸素は差し引きで求めます。あとは通常のモル比の方法を使います。

実験式と分子式が同じになることはありますか？

はい。原子が共通の因数で割れない場合、たとえばH₂O、CH₄、CO₂のような場合は両者が同じになります。NaClやFe₂O₃のようなイオン性化合物は、離散的な分子を持たないため、常に実験式で書かれます。

百分率の合計が100にならない場合はどうすればよいですか？

100からわずかにずれているのは丸めによるものです。100を大きく下回る場合は、ある元素が報告されていない可能性が高く、酸素は差し引きで求められることがよくあります。このツールは、百分率が100から1より大きく離れている場合に警告します。

実験式計算ツール

各元素の百分率または質量、あるいは燃焼で生じたCO₂とH₂Oを入力すると、各原子のモル数、比、倍数を示したうえで、最も簡単な整数比の実験式が得られます。化合物のモル質量を加えると分子式に変換されます。無料で、登録は不要です。

出発点

組成百分率または質量燃焼分析

入力する値は

百分率質量（g）

元素

元素記号 1

元素 1 の値

元素記号 2

元素 2 の値

元素記号 3

元素 3 の値

化合物のモル質量（g/mol、任意）

加えると、実験式を分子式に変換します。

整数からどのくらい近ければよいですか？

結果

C₃H₄O₃

実験式

88.062 g/mol

実験式量

質量から整数比まで

元素	百分率（%）	原子量（g/mol）	モル数	÷ 最小値	× 3	添字
C	40.92	12.011	3.407	1.000	3.000	3
H	4.58	1.008	4.544	1.334	4.001	4
O	54.5	15.999	3.406	1.000	3.000	3

計算過程

C: 40.92 ÷ 12.011 g/mol = 3.407 mol

H: 4.58 ÷ 1.008 g/mol = 4.544 mol

O: 54.5 ÷ 15.999 g/mol = 3.406 mol

最小値（O）で割る: 1.000 : 1.334 : 1.000

これらはすべて整数ではないので、3を掛けます: 3 : 4 : 3

実験式計算ツールの使い方

1. 出発データを選びます。 各元素の割合または質量が分かっている場合は組成百分率または質量を使います。試料を燃焼させ、生じたCO₂とH₂Oの質量が分かっている場合は燃焼分析を使います。
2. 元素を入力します。 各元素の元素記号と、百分率または質量（g）を入力します。行は必要に応じて追加・削除できます。燃焼の場合は、試料の質量と生成物2つの質量を入力し、試料の残りが酸素であれば酸素のオプションをオンのままにしておきます。
3. 分かっていればモル質量を加えます。 g/molで入力する任意のモル質量を加えると、実験式が分子式に変わります。
4. 手順を読みます。 表には、モル数、最も小さい量に対する比、倍数（ある場合）、最終的な整数の添字が示されます。

計算方法

実験式は、化合物に含まれる原子の最も簡単な整数比を示します。実験で得られるのは原子の数ではなく質量や百分率なので、まずモル数に換算します。モル数は原子の数に比例するからです。

百分率は100 gの試料中の質量とみなし、各質量を元素の原子量で割ってモル数を求めます。
すべての量を最も小さい量で割り、最小値が1になるようにします。
いずれかの比が整数に近くない場合は、それらすべてに、その小数部分を整数にする最も小さい整数を掛け、整数の添字に丸めます。

比の小数部分	全体に掛ける数
0.5（1.5、2.5 …）	2
0.33または0.67（1.33、2.67 …）	3
0.25または0.75（1.25、2.75 …）	4
0.2、0.4、0.6または0.8	5

実測データは丸められているため、比がちょうど整数になることはめったにありません。このツールは、整数から0.1以内にある比を丸めます（より厳しくも、より緩くも選べます）。倍数が必要になった場合は、適合の誤差がその限界の半分以内でなければならないため、大きな倍数で当てはまりの悪い結果が良く見えることはありません。倍数は8まで試します。

具体例：アスコルビン酸

アスコルビン酸（ビタミンC）は、質量比で炭素40.92%、水素4.58%、酸素54.50%です。これは計算ツールの初期値のデータです。試料100 gで考えると：

C: 40.92 ÷ 12.011 = 3.407 mol
H: 4.58 ÷ 1.008 = 4.544 mol
O: 54.50 ÷ 15.999 = 3.406 mol
最小値（3.406）で割る: C 1.000 : H 1.334 : O 1.000
1.334は1⅓に近いので、3を掛けます: C₃H₄O₃

実験式量は 3 × 12.011 + 4 × 1.008 + 3 × 15.999 = 88.062 g/mol です。測定されたモル質量が176.12 g/molであれば、176.12 ÷ 88.062 = 2.000 となるので、すべての添字が2倍になり、分子式はC₆H₈O₆です。

具体例：燃焼分析

炭素、水素、酸素だけを含む1.000 gの試料を燃焼させたところ、CO₂が1.911 g、H₂Oが1.173 g生じました。炭素はすべてCO₂に、水素はすべて水に含まれるので、各質量はモル質量（CO₂ 44.009 g/mol、H₂O 18.015 g/mol）から求められます。

炭素: 1.911 × 12.011 ÷ 44.009 = 0.5216 g
水素: 1.173 × 2 × 1.008 ÷ 18.015 = 0.1313 g
酸素（差し引きで求める）: 1.000 − 0.5216 − 0.1313 = 0.3472 g
モル数 0.04342 : 0.1302 : 0.02170、比は 2.001 : 6.001 : 1.000 — C₂H₆O

実験式からは分からないこと

C₂H₆Oはエタノールにもジメチルエーテルにもなり得ます。実験式は比だけを示し、構造は示しません。分子式にはモル質量が必要で、それは質量分析法などの別の測定で得ます。求めた式を確かめるには、組成百分率計算ツールを逆向きに使えます。

よくある間違い

1.33や1.5を整数に丸めること。 これらの比は倍数（×3、×2）が必要であることを意味します。丸めると誤った式になります。
モル数を早い段階で丸めること。 比を求めるまでは、4桁以上の数字を保ってください。
最も大きい量で割ること。 最も小さい量で割ってください。そうすれば、すべての添字が少なくとも1になります。
燃焼の問題で酸素を忘れること。 酸素は直接測定されません。試料の質量から炭素と水素の質量を差し引いてください。
整数倍になっていない分子式を報告すること。 モル質量÷実験式量が整数に近くない場合は、データかモル質量に誤りがあります。

よくある質問

組成百分率から実験式はどのように求めますか？: 化合物100 gを仮定すると、各百分率がグラムになります。それぞれを原子量で割ってモル数に換算し、すべてのモル数を最も小さい値で割ります。比が整数でなければ小さい整数を掛けます。得られた整数が添字になります。
実験式と分子式の違いは何ですか？: 実験式は最も簡単な整数比で、分子式は分子の中に実際に含まれる原子の数です。分子式は実験式の整数倍になります。グルコースは分子としてはC₆H₁₂O₆で、実験式はCH₂Oです。水はどちらもH₂Oです。
比が1.5や1.33になったらどうすればよいですか？: すべての比を整数にする最も小さい整数を掛けます。1.5なら2、1.33や1.67なら3を掛けます。1.2なら5です。上の表に代表的な場合を示しており、このツールが倍数を自動的に適用します。
燃焼分析からどのようにして実験式が得られますか？: 炭化水素や酸素を含む化合物を過剰の酸素中で燃焼させると、炭素はすべてCO₂に、水素はすべてH₂Oに変わります。生成物の質量から炭素と水素の質量が分かり、酸素は差し引きで求めます。あとは通常のモル比の方法を使います。
実験式と分子式が同じになることはありますか？: はい。原子が共通の因数で割れない場合、たとえばH₂O、CH₄、CO₂のような場合は両者が同じになります。NaClやFe₂O₃のようなイオン性化合物は、離散的な分子を持たないため、常に実験式で書かれます。
百分率の合計が100にならない場合はどうすればよいですか？: 100からわずかにずれているのは丸めによるものです。100を大きく下回る場合は、ある元素が報告されていない可能性が高く、酸素は差し引きで求められることがよくあります。このツールは、百分率が100から1より大きく離れている場合に警告します。