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ファラデーの法則（電気分解計算）

m = M × I × t / (n × F)

計算モード

物質

分子量 M (g/mol)

電子数 n (mol e⁻/mol)

電流 I (A)

時間 t

時間の単位

析出量 m (g) ※逆算時

計算結果

—

電気量 Q (C)

—

電気量 (A·h)

—

電子のモル数 (mol)

—

析出物のモル数 (mol)

—

析出量 (g)

—

気体の場合 @STP (mL)

—

電力量 @1V (Wh)

—

電流効率（仮定100%）

—

※ F = 96,485 C/mol（ファラデー定数）。Q = I × t。m = M × Q / (n × F)。電流効率が100%未満の場合は実際の析出量は減少。

ネルンストの式（平衡電位計算）

E = E° − (RT/nF) × ln(Q)

標準電極電位 E° (V)

反応に関与する電子数 n

酸化体の活量 [Ox]

還元体の活量 [Red]

温度 T (°C)

反応の種類

電極電位 E

—

E° (V)

—

RT/nF (V)

—

ln(Q) / log(Q)

—

補正項 (V)

—

25°Cでの簡易式

—

方向

—

※ 25°Cでは E = E° − 0.05916/n × log([Red]/[Ox])。活量 ≈ 濃度（希薄溶液）。固体・純液体の活量 = 1。

ガルバニ電池起電力計算

正極（カソード）

負極（アノード）

正極の濃度 (mol/L)

負極の濃度 (mol/L)

起電力 EMF

—

E°(正極)

—

E°(負極)

—

標準起電力 E°cell

—

ΔG° (kJ/mol)

—

電池表記

—

反応の自発性

—

※ E°cell = E°(カソード) − E°(アノード)。ΔG° = −nFE°。E°cell > 0 なら自発反応。ダニエル電池: Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu (E°=1.10V)。

電気めっき計算

めっき金属

めっき面積 (cm²)

目標膜厚 (μm)

電流密度 (A/dm²)

電流効率 (%)

分子量 M

電子数 n

金属密度 (g/cm³)

必要めっき時間

—

めっき体積 (cm³)

—

めっき質量 (g)

—

必要モル数

—

必要電気量 (C)

—

電流 (A)

—

時間 (分)

—

電力量 @めっき電圧 (Wh)

—

めっき速度 (μm/min)

—

※ 膜厚 = m/(面積×密度)。必要質量 = 面積 × 膜厚 × 密度。実際は電流効率・均一性・浴の状態で変動。

腐食速度計算

金属

腐食電流密度 i_corr (μA/cm²)

分子量 M

電子数 n

金属密度 (g/cm³)

腐食速度 (mm/年)

—

腐食速度 (mpy)

—

質量損失 (g/m²/日)

—

質量損失 (mg/dm²/日)

—

腐食レベル

—

10年後の減肉量

—

※ 腐食速度 = 3.27 × 10⁻³ × i_corr × M / (n × d) [mm/yr]。1 mpy = 0.0254 mm/yr。レベル: <0.025mm/yr=優秀、0.025-0.12=良好、0.12-0.5=普通、>0.5=要対策。

標準電極電位一覧（25°C、vs SHE）

半反応	E° (V)	n	性質
F₂ + 2e⁻ → 2F⁻	+2.87	2	最強の酸化剤
Au³⁺ + 3e⁻ → Au	+1.50	3	金
Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻	+1.36	2	塩素
O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O	+1.23	4	酸素還元（酸性）
Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻	+1.07	2	臭素
Ag⁺ + e⁻ → Ag	+0.80	1	銀
Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺	+0.77	1	鉄(III)/(II)
I₂ + 2e⁻ → 2I⁻	+0.54	2	ヨウ素
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu	+0.34	2	銅
2H⁺ + 2e⁻ → H₂	0.00	2	標準水素電極(SHE)
Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb	−0.13	2	鉛
Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn	−0.14	2	スズ
Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni	−0.26	2	ニッケル
Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe	−0.44	2	鉄
Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr	−0.74	3	クロム
Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn	−0.76	2	亜鉛
Al³⁺ + 3e⁻ → Al	−1.66	3	アルミニウム
Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg	−2.37	2	マグネシウム
Na⁺ + e⁻ → Na	−2.71	1	ナトリウム
K⁺ + e⁻ → K	−2.93	1	カリウム
Li⁺ + e⁻ → Li	−3.04	1	最強の還元剤

※ E°が大きい→酸化力が強い（酸化剤として強い）。E°が小さい→還元力が強い（還元剤として強い）。電池のEMF = E°(カソード) − E°(アノード)。イオン化傾向: Li > K > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu > Ag > Pt > Au

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