Калькуляторы по химии: газовые законы, стехиометрия и реакции

Используйте эти калькуляторы по химии для решения задач, связанных с реакциями, газами, растворами и молекулярными величинами. Инструменты «Уравнитель химических реакций» и «Уравнивание окислительно-восстановительных реакций» помогут проверить уравнения реакций, а «Перевод атомов в моли» и «Атомная масса» пригодятся в стехиометрических расчётах. Изучите калькуляторы закона идеального газа, закона Бойля, закона Шарля и закона Дальтона, чтобы найти зависимости между давлением, объёмом и температурой.Для работы с растворами и в лаборатории попробуйте калькулятор C1V1 = C2V2 для разведений, «Составление ацетатного буфера» для приготовления буферных растворов или закон Бугера — Ламберта — Бера для расчёта оптической плотности. Эти инструменты полезны студентам, преподавателям и лаборантам, которые хотят проверить свои расчёты.

Реакции 25

pH

Рассчитайте pH и pOH раствора по концентрации ионов водорода (H⁺) или гидроксид-ионов (OH⁻). Укажите молярную концентрацию и, при необходимости, температуру, чтобы узнать pH, pOH и pKw.

Уравнение Антуана

Рассчитайте давление насыщенного пара чистой жидкости при заданной температуре или температуру кипения при заданном давлении по коэффициентам Антуана A, B и C. Поддерживаются мм рт. ст., кПа, бар и другие единицы давления.

Калориметрия

Рассчитайте количество теплоты, поглощённой или выделенной веществом, по формуле Q = mcΔT. Введите массу, удельную теплоёмкость, начальную и конечную температуру, чтобы получить результат в джоулях, килоджоулях и килокалориях.

Закон Гесса

Рассчитайте изменение энтальпии реакции по закону Гесса: сложите известные реакции с нужными коэффициентами или воспользуйтесь стандартными энтальпиями образования. Введите значения и получите результат в kJ/mol и kcal/mol.

Электролиз

Рассчитайте массу вещества, выделившегося при электролизе, по закону Фарадея. Введите силу тока, время, молярную массу и число электронов, передаваемых на одну формульную единицу, чтобы узнать заряд, количество вещества и массу осадка.

Свободная энергия Гиббса

Рассчитайте изменение свободной энергии Гиббса (ΔG) по энтальпии (ΔH), энтропии (ΔS) и температуре и сразу узнайте, может ли реакция протекать самопроизвольно при этих условиях.

Rf в тонкослойной хроматографии

Введите расстояния, пройденные пятном и фронтом растворителя при тонкослойной хроматографии. Калькулятор определит коэффициент удерживания Rf и поможет оценить качество разделения.

Уравнение Вант-Гоффа

Калькулятор помогает рассчитать, как меняется константа равновесия при изменении температуры, по уравнению Вант-Гоффа. Введите константу равновесия при исходной температуре, стандартную энтальпию реакции и две температуры, чтобы получить константу при новой температуре, коэффициент изменения и ΔG°.

Атомная экономия

Введите коэффициенты и молярные массы всех реагентов из уравненного уравнения реакции, а также коэффициент и молярную массу целевого продукта. Калькулятор определит атомную экономию, массу побочных продуктов на 100 г реагентов и пояснит результат.

Константа электрохимического равновесия

Введите стандартную ЭДС элемента E°, число переносимых электронов n и температуру, чтобы найти константу равновесия K окислительно-восстановительной реакции из соотношения ΔG° = −nFE° = −RT ln K.

Радиоактивный распад

Рассчитайте, сколько радиоактивного изотопа останется через заданное время. Укажите начальное количество вещества или активность, период полураспада и прошедшее время, чтобы узнать остаток, постоянную распада и число прошедших периодов полураспада.

Разрешение хроматографических пиков

Введите времена удерживания и ширину двух хроматографических пиков, чтобы рассчитать их разрешение (Rs) и узнать, разделены ли пики до базовой линии. Можно использовать ширину у основания или на половине высоты.

Перевод Kp в Kc

Переведите константу равновесия из формы, выраженной через парциальные давления (Kp), в форму, выраженную через концентрации (Kc), или наоборот. Введите известную константу, температуру и изменение числа молей газа, чтобы сразу получить результат.

Период полупревращения реакции

Рассчитайте период полупревращения реакции нулевого, первого или второго порядка по константе скорости k и, если необходимо, начальной концентрации. Результат выводится в секундах и выбранной вами единице времени.

Титрование

Рассчитайте неизвестную концентрацию кислоты или основания по данным титрования. Введите концентрацию и объём раствора с известной концентрацией, объём исследуемого раствора и соотношение реагентов.

Уравнение Нернста

Рассчитайте потенциал электрохимического элемента в нестандартных условиях по уравнению Нернста. Введите стандартный потенциал E°, температуру, число переданных электронов n и реакционное частное Q.

Закон Кирхгофа в термохимии

Пересчитывает энтальпию реакции с одной температуры на другую по закону Кирхгофа. Введите известную энтальпию при опорной температуре, целевую температуру и суммарные теплоёмкости исходных веществ и продуктов.

Образование осадка

Введите концентрации катионов и анионов, их стехиометрические коэффициенты и произведение растворимости Ksp, чтобы узнать, образуется ли осадок при смешивании двух растворов. Калькулятор сравнит ионное произведение Qsp с Ksp и сразу покажет результат.

Порядок реакции по начальным скоростям

Введите концентрации и начальные скорости, измеренные в каждом опыте, — калькулятор методом начальных скоростей определит порядок реакции n, константу скорости k и полное кинетическое уравнение.

Кинетическое уравнение реакции

Рассчитайте мгновенную скорость реакции по кинетическому уравнению v = k[A]^a[B]^b… Введите константу скорости, концентрации и порядки по каждому реагенту — получите скорость, суммарный порядок реакции и правильную единицу измерения k.

Химическое потребление кислорода

Рассчитайте химическое потребление кислорода (ХПК) пробы воды по результатам обратного титрования дихроматом. Введите объёмы титрования холостой и исследуемой пробы, нормальность титранта и объём пробы — результат выдаётся в мг/л в пересчёте на O₂.

Изотерма адсорбции Ленгмюра

Рассчитайте степень заполнения поверхности θ и величину адсорбции q по изотерме Ленгмюра. Введите равновесную концентрацию или давление, константу сродства KL и, при желании, максимальную ёмкость qmax.

Константа равновесия

Рассчитайте константу равновесия Kc по равновесным концентрациям исходных веществ и продуктов. Введите стехиометрические коэффициенты и концентрации из уравненного уравнения реакции, чтобы узнать Kc, 1/Kc и каких веществ больше в равновесной смеси.

Произведение растворимости

Рассчитайте произведение растворимости (ПР) малорастворимой соли по её молярной растворимости. Укажите растворимость и её единицу измерения, а также коэффициенты катиона и аниона из формулы AaBb.

Уравнение Клаузиуса — Клапейрона

Оцените давление насыщенного пара жидкости при заданной температуре по известному давлению при другой температуре и энтальпии испарения. Расчёт основан на интегральной форме уравнения Клаузиуса — Клапейрона. Введите известные условия, нужную температуру и ΔHvap.

Стехиометрия 16

Массовая доля элементов по формуле

Введите химическую формулу, например C6H12O6, Ca(OH)2 или CuSO4·5H2O, чтобы узнать молярную массу соединения и массовую долю каждого элемента в процентах. При необходимости можно задать свои значения атомных масс.

Эмпирическая формула

Введите массовые доли или массы элементов соединения в граммах, чтобы сразу получить его эмпирическую формулу, мольные соотношения и молярную массу по простейшей формуле.

Жёсткость воды

Введите измеренные концентрации кальция и магния. Калькулятор рассчитает общую жёсткость воды в mg/L в пересчёте на CaCO₃, определит её категорию — от мягкой до очень жёсткой — и покажет результат в гранах на галлон, немецких и французских градусах.

Закон Кольрауша

Рассчитайте предельную молярную электропроводность любого электролита при бесконечном разбавлении по ионным электропроводностям и стехиометрическим коэффициентам — по закону Кольрауша о независимом движении ионов.

Понижение температуры замерзания

Рассчитайте температуру замерзания раствора по моляльности, криоскопической постоянной (Kf) и коэффициенту Вант-Гоффа. Введите значения, чтобы узнать, на сколько градусов понизится температура замерзания (ΔTf), и получить новую температуру в °C и °F.

Выход продукта в процентах

Введите фактический выход продукта и теоретический выход, рассчитанный по стехиометрии, чтобы сразу узнать выход реакции в процентах и разницу между этими значениями. Поддерживаются g, mg, kg, lb и oz.

Лимитирующий реагент

Введите коэффициенты уравнения реакции и имеющиеся количества двух реагентов в молях, чтобы определить лимитирующий реагент, максимальный выход продукта и остаток избыточного реагента.

Нормальность раствора

Рассчитайте нормальность (эквивалентную концентрацию) раствора по молярной концентрации или по массе и молярной массе растворённого вещества. Укажите фактор эквивалентности и объём, чтобы получить результат в eq/L.

Закон Рауля

Рассчитайте общее давление пара и его состав над идеальной двухкомпонентной жидкой смесью по закону Рауля. Введите мольные доли и давление насыщенного пара каждого чистого компонента.

Отношение массы к заряду (m/z)

Рассчитайте отношение массы иона к его заряду (m/z) по массе нейтральной молекулы, числу зарядов и массе аддукта. Подходит для протонированных ионов, аддуктов с натрием и аммонием, а также многозарядных ионов.

Коэффициент активности Дебая–Хюккеля

Рассчитайте коэффициент активности иона в водном растворе по предельному закону Дебая–Хюккеля, расширенному уравнению или уравнению Дэвиса. Введите ионную силу, заряд иона и температуру — получите γ и log₁₀ γ.

Моляльность

Рассчитайте моляльность раствора в mol/kg. Введите массу или количество растворённого вещества и массу растворителя — калькулятор сразу покажет количество вещества в молях и моляльность.

Молекулярная масса

Определите молярную массу по химической формуле и посмотрите вклад каждого элемента. При желании укажите массу образца, чтобы рассчитать количество вещества в молях и число молекул или формульных единиц.

Молярная концентрация

Рассчитайте молярную концентрацию раствора по массе и молярной массе растворённого вещества или по его количеству в молях, а также по общему объёму раствора. Результат выводится в mol/L.

Повышение температуры кипения

Рассчитайте повышение температуры кипения раствора по моляльности, эбуллиоскопической постоянной Kb и коэффициенту Вант-Гоффа. Укажите температуру кипения чистого растворителя, чтобы узнать температуру кипения раствора в °C и °F.

Молярная электропроводность

Рассчитайте молярную электропроводность (Λm) раствора электролита по измеренной удельной электропроводности κ и молярной концентрации c. Введите оба значения с нужными единицами и получите результат в См·см²/моль и См·м²/моль.

Химическая связь 10

Энтальпия реакции по энергиям связей

Оцените изменение энтальпии химической реакции (ΔH) по средним энергиям связей. Укажите разрываемые и образующиеся связи в формате «энергия × количество» и узнайте, является ли реакция экзотермической или эндотермической.

Дипольный момент

Рассчитайте дипольный момент по величине заряда и расстоянию между зарядами. Калькулятор покажет результат в дебаях и C·m и сравнит его со значениями для реальных молекул.

Закон Брэгга

Калькулятор закона Брэгга решает уравнение nλ = 2d·sin θ и находит межплоскостное расстояние, угол дифракции 2θ или длину волны рентгеновского излучения. Введите любые три из четырёх величин, чтобы сразу получить четвёртую.

Удельная поверхность по БЭТ

Рассчитайте удельную поверхность по методу БЭТ (м²/г) для порошков и пористых материалов, исходя из ёмкости монослоя, молекулярной площадки поперечного сечения и массы образца. Поддерживается ввод в моль, ммоль или см³ (н. у.).

Порядок связи

Рассчитайте порядок связи молекулы по числу связывающих и разрыхляющих электронов на её молекулярных орбиталях. Введите Nb и Na — и получите порядок связи, а также его значение для прочности и устойчивости связи.

Порядок связи

Рассчитайте порядок связи в молекуле по числу связывающих и разрыхляющих электронов в её молекулярных орбиталях. Введите Nb и Na — и получите порядок связи с пояснением, что он означает для прочности и устойчивости связи.

Степень ненасыщенности

Введите количество атомов углерода, водорода, азота и галогенов из молекулярной формулы, чтобы определить степень ненасыщенности (DBE/IHD) — общее число циклов и π-связей в молекуле.

Капиллярный подъём

Рассчитайте, на какую высоту жидкость поднимется (или опустится) в капиллярной трубке, по закону Жюрена. Введите поверхностное натяжение, плотность жидкости, радиус трубки, краевой угол и ускорение свободного падения — и получите высоту капиллярного подъёма в mm, cm, m или дюймах.

Геометрия молекул по теории ОВЭП

Укажите число атомов, связанных с центральным атомом, и число его неподелённых электронных пар. Калькулятор определит обозначение AXE, геометрию электронных областей, форму молекулы и приблизительные валентные углы по теории ОВЭП.

Формальный заряд

Рассчитайте формальный заряд любого атома в структуре Льюиса. Введите число валентных, несвязывающих электронов и электронов связи — результат появится сразу.

Биохимия 9

Изоэлектрическая точка

Введите значения pKa кислотных и основных групп молекулы, чтобы найти её изоэлектрическую точку (pI) — значение pH, при котором суммарный заряд равен нулю. Расчёт основан на уравнении Хендерсона — Хассельбаха и показывает вклад каждой группы в заряд.

БПК₅ (биохимическое потребление кислорода)

Рассчитайте 5-суточное биохимическое потребление кислорода (БПК₅) разбавленной пробы воды по начальному и конечному содержанию растворённого кислорода, доле разбавления и, при необходимости, поправке на затравку — по APHA Standard Methods 5210B.

Число оборотов фермента

Вычислите число оборотов фермента (kcat) по Vmax и общей концентрации активного фермента [E]t. Введите скорость в любой распространённой единице и получите kcat в с⁻¹, мин⁻¹ или ч⁻¹.

Михаэлис — Ментен

Рассчитайте начальную скорость ферментативной реакции по уравнению Михаэлиса — Ментен. Введите концентрацию субстрата, Km и Vmax — и получите v0 и долю от Vmax.

Сырая клетчатка

Рассчитайте сырую клетчатку в процентах от массы сухой пробы. Введите массы тигля с осадком до и после озоления, а также исходную массу сухой пробы.

Биохимическое потребление кислорода (БПК₅)

Рассчитайте пятидневное биохимическое потребление кислорода (БПК₅) разбавленной пробы воды по начальному и конечному содержанию растворённого кислорода, доле разбавления и поправке на посев — по стандартному методу APHA 5210B.

Коэффициент распределения

Введите равновесные концентрации вещества в органической и водной фазах, чтобы рассчитать коэффициент распределения P, log P и процент вещества в каждом слое.

Осмотическое давление

Рассчитайте осмотическое давление раствора по его молярной концентрации, температуре и фактору Вант-Гоффа с помощью уравнения π = iMRT. Результат выводится в atm, kPa, mmHg и psi.

Температура плавления ДНК

Оцените температуру плавления (Tm) олигонуклеотида ДНК по его последовательности и концентрации соли. Введите одну цепь (A, C, G, T) и концентрацию Na⁺, чтобы получить Tm и содержание GC.

Газы 8

Плотность газа

Рассчитайте плотность любого газа по его абсолютному давлению, температуре и молярной массе с помощью уравнения состояния идеального газа. Значения можно вводить в кПа, Па, бар, атм, psi или мм рт. ст. и в °C, K или °F — результат выводится в кг/м³, г/л и фунт/фут³.

Закон Генри

Рассчитайте, сколько газа растворится в жидкости при заданном парциальном давлении по закону Генри. Введите давление и константу Генри, чтобы найти концентрацию растворённого газа, или рассчитайте давление по известной концентрации.

Закон Гей-Люссака

Рассчитайте, как меняется давление газа с температурой в герметичном жёстком сосуде, по закону Гей-Люссака. Введите начальные давление и температуру, а также одно из конечных значений — второе найдётся само.

Средняя длина свободного пробега

Рассчитайте среднюю длину свободного пробега молекул газа по температуре, давлению и диаметру столкновений. Задайте условия в любых привычных единицах и получите λ в нм, мкм, мм или м.

Уравнение Ван-дер-Ваальса

Рассчитайте давление реального газа по уравнению Ван-дер-Ваальса. Введите количество вещества, объём, температуру и постоянные a и b, чтобы узнать давление, коэффициент сжимаемости Z и отклонение от закона идеального газа.

Закон Авогадро

Рассчитайте недостающий объём или количество газа по закону Авогадро. Введите начальный объём и количество, а также новое количество или новый объём — и получите результат с полным решением.

Скорость молекул газа

Рассчитайте среднеквадратичную, среднюю арифметическую и наиболее вероятную скорости молекул газа по температуре и молярной массе, а также среднюю поступательную энергию на моль — по формулам молекулярно-кинетической теории.

Закон Грэма

Сравните скорости диффузии или эффузии двух газов. Введите молярные массы обоих газов и, если известно, скорость одного из них. Калькулятор найдёт отношение скоростей или неизвестную скорость по закону Грэма.

Спектрофотометрия 6

Фактор удерживания в хроматографии

Рассчитайте фактор удерживания k′ по времени удерживания аналита и мёртвому времени колонки. Введите оба времени в любых единицах и получите k′, исправленное время удерживания и интерпретацию результата.

Закон Бугера — Ламберта — Бера

Введите молярный коэффициент поглощения, концентрацию и длину оптического пути, чтобы рассчитать оптическую плотность и процентное пропускание раствора по закону Бугера — Ламберта — Бера.

Фактор селективности в хроматографии

Введите времена удерживания двух соединений и мёртвое время колонки, чтобы вычислить фактор селективности (α) и оба фактора удерживания, и оцените, насколько хорошо колонка разделяет эту пару.

Энергия фотона

Вычислите энергию фотона по его длине волны или частоте. Введите любое из двух значений — и получите энергию одного фотона в джоулях и электронвольтах, а также энергию моля фотонов в кДж/моль.

Теоретические тарелки

Рассчитайте число теоретических тарелок (N) хроматографической колонки по времени удерживания и ширине пика — методом полувысоты (USP / Евр. фармакопея) или по основанию. При желании укажите длину колонки, чтобы также получить высоту тарелки (ВЭТТ).

Формула Ридберга

Введите начальный и конечный главные квантовые числа перехода электрона в атоме водорода — и получите длину волны, частоту и энергию фотона спектральной линии, а также её серию (Лаймана, Бальмера, Пашена…).

Буферные растворы 3

Уравнение Гендерсона — Хассельбаха

Рассчитайте pH буферного раствора по pKa и количествам кислоты и сопряжённого основания или найдите соотношение основания и кислоты для заданного pH. Введите pKa и концентрации, чтобы сразу получить результат.

Ионная сила

Рассчитайте ионную силу раствора по молярной концентрации и заряду каждого растворённого иона. Укажите до шести видов ионов и узнайте значение I в mol/L, а также вклад каждого иона.

Буферная ёмкость

Рассчитайте буферную ёмкость (β) по концентрациям слабой кислоты и сопряжённого основания, pKa и pH. Введите концентрации кислоты и основания, pKa и нужное значение pH, чтобы узнать β в mol/L на единицу pH, рабочий диапазон буфера и оценку его эффективности.