化学量論
化学量論は、化学反応式にもとづいて反応物と生成物の量的関係を扱う分野である。
係数とモル比
たとえば 2H₂ + O₂ → 2H₂O では、水素2 molと酸素1 molから水2 molが生成するという比が得られる。
限界反応物
複数の反応物のうち、最初に使い切られて生成物の最大量を決める物質を限界反応物という。
収率
理論上得られる生成物量に対して、実際に得られた量の割合を収率という。副反応や操作損失などにより100%未満となることが多い。
計算の基本手順
まず反応式の係数をそろえ、与えられた質量や体積をモルへ変換し、係数比で目的の物質量へ換算し、最後に必要な単位へ戻す。複数の反応物があるときは、各物質量を係数で割って比較すると、どれが先に尽きるかを判定できる。
例：限界反応物
2H₂+O₂→2H₂Oで、H₂が3.0 mol、O₂が2.0 molあるとする。係数で割るとH₂は1.5、O₂は2.0なので水素が限界反応物。水は3.0 molでき、酸素は1.5 mol消費されて0.5 mol残る。酸素があるから水素も全部酸素と同じモル数だけ反応する、と考えてはいけない。
理論収量と実収量
水のモル質量を18.0 g/molとすれば上の理論収量は54 g。実際に43.2 g回収したなら収率は80%となる。収率が100%を超える見掛けの結果は、未乾燥、混入物、測定誤差などを疑う。収率と原料の転化率は別で、副反応により原料がなくなっても目的物が多く得られるとは限らない。
確認問題
N₂+3H₂→2NH₃でN₂ 2 molとH₂ 3 molから作れるNH₃は最大何molか。
解答と考え方を見る
H₂が限界でNH₃は2 mol。N₂は1 molだけ消費され、1 mol残る。
参考資料・次に読む資料
- OpenStax: Chemistry 2e原子・結合・反応量・平衡・速度論・分析などの体系的学習資料。
資料確認日：2026-10-12。