使い方
- 計算項目の選択: 析出質量、必要時間、必要電流、電気量の4つのモードから、求めたい項目を選択します。
- 物質プリセットの選択: 銅 (Cu)、銀 (Ag)、水素 (H₂) などのプリセットを選ぶか、「カスタム」を選択してモル質量 (g/mol) と移動電子数 (n) を手動入力します。
- 既知の値の入力: 電流値 (A)、通電時間（秒/分/時間）、または目標質量など、計算モードに応じた数値を入力します。
- 計算結果の確認: 右側パネルに求めた項目、生成モル数、電気量が自動的に表示されます。
画面下部の「計算式の参照」ボックスでは、計算に使用された主要なファラデーの法則の公式を確認できます。
公式と理論
電気分解の計算はファラデーの電気分解の法則（ファラデーの第一法則・第二法則）に基づいています。電極に析出する物質の質量と電気量の関係式は以下の通りです。
$$m = \frac{I \cdot t \cdot M}{n \cdot F}$$
ここで：
- $m$ = 析出または発生する物質の質量 (g)
- $I$ = 電流の強さ (A, アンペア)
- $t$ = 通電時間 (s, 秒)
- $M$ = 物質のモル質量 (g/mol)
- $n$ = 物質1モルあたりの移動電子数
- $F$ = ファラデー定数 ≈ 96,485 C/mol
また、通過した電気量（電荷量） $Q$ は以下の式で表されます。 $$Q = I \cdot t \quad \text{(クーロン, C)}$$
電極で反応した物質量（モル数）： $$\text{モル数} = \frac{Q}{n \cdot F} = \frac{m}{M}$$
本計算機では、同じ基本公式から導出された4つの計算モードに対応しています：
- 析出質量 ($I, t, M, n$ から算出) → $m$
- 必要時間 ($m, I, M, n$ から算出) → $t = \frac{m \cdot n \cdot F}{I \cdot M}$
- 必要電流 ($m, t, M, n$ から算出) → $I = \frac{m \cdot n \cdot F}{t \cdot M}$
- 電気量 ($I, t$ から算出) → $Q = I \cdot t$
活用シーン
- めっき・表面処理分野: 指定した厚み（質量）の銅めっきなどを施す際に必要な通電時間や電流値をシミュレーション。
- 化学学習・受験対策: 高校化学や大学の物理化学におけるファラデーの法則の計算問題の検証。
- 研究開発・実験室: 実験系で特定の金属を正確な質量だけ析出させるための電流条件を設定。
- 電池・燃料電池の開発: 充放電サイクルにおける理論電気容量や物質の質量変化の評価。
- 水電解（水素製造）: 定電流運用時において単位時間あたりに発生する水素ガスの質量やモル数を算出。