乙1〜6類の基礎的な物理学及び基礎的な化学のポイント

 危険物取扱者(きけんぶつとりあつかいしゃ、Hazardous Materials Engineer)は、危険物を取り扱ったり、その取扱いに立ち会うために必要となる日本の国家資格です。 このページはりすさんが作成した試験問題アプリ、りすさんシリーズの紹介と試験に出題された項目をまとめたページです。

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目次
▶  危険物に関する法令

▶  基礎的な物理学及び基礎的な化学
▶  性質並びに予防及び消火の方法
▶  乙種危険物の本

乙種4類 危険物取扱者試験 平成28年版

基礎的な物理学及び基礎的な化学

物質の状態変化と熱の出入り

固体→液体は融解
固体→気体は昇華
液体→気体は気化 いずれも熱を吸収する

気体→液体は凝縮
気体→固体は昇華
液体→固体は凝固 こちらは熱を放出する 

固体、液体、気体間の状態変化時は温度は変化しない

10℃の時、5,000Lのガソリンが、30℃になると約何L増えるか。

 元の体積×体膨張率×温度差というふうに計算する

 5,000×0.00135×(30-10)\n=135L

化学

 混合物とは、2種以上の単体や化合物が混ざってできているものをいう

 化合物とは、2種類以上の元素からなる物質をいう

 沸点とは、液体の飽和蒸気圧と外圧(通常1気圧)が等しくなるときの液温をいう

 水素と酸素が結合して水になる化学変化は化合である

 水が酸素と水素に分かれる化学変化は分解である

 亜鉛に希硫酸を加えると水素と硫酸亜鉛になる化学変化は置換である

 一般に化学反応には熱の発生か吸収を伴う

 比重が同じであれば、同一体積の物体の質量は同じである

 赤リンと黄リンは同素体だが化学的性質は異なる

燃焼に関する説明

 液体の可燃物の液面から蒸発した可燃性蒸気が空気と混合し燃焼することを蒸発燃焼という

 固体の可燃物が加熱により分解し、その生成ガスがまず燃焼することを分解燃焼という

 ニトロセルロースのように、分子内に多量の酸素を含有し、その酸素が燃焼に使われることを自己燃焼という

 気体の燃焼には、定常燃焼と非定常燃焼の2つがある

 固体自身が燃焼することを表面燃焼という。例:木炭、コークス

 燃焼とは、酸化反応のうち、熱と(場合によって)光を伴うものをいう

 燃焼の3要素は、可燃性物質、酸素、火源(熱源)である

 酸素濃度によって燃焼速度は異なる

 不完全燃焼の状態に酸素を供給すると、一気に燃え上がる現象がある

 燃焼に必要なのは酸素であって、空気とは限らない

 酸化されやすい物質は燃焼しやすい

 熱伝導率の小さい物質は燃焼しやすい

 燃焼は、熱と光の発生を伴う酸化反応である

 可燃性液体は、液体そのものではなく、蒸発した蒸気が燃焼する。

火災と適応する消火剤

 ハロゲン化物はガスで消すので、感電するかもしれない電気火災、水をかけれない油火災に適している

 アルコフォームは耐アルコール性能を有しており水溶性液体の消火に適している

 泡消火は水を含んでいるので、電気火災で使用すると感電の危険がある。油火災に適応している

 強化液消火剤には、アルカリ金属塩の水溶液が使われている

 粉末消火器は、油火災に適応している

 二酸化炭素消火剤は、人体への影響があるので密閉された空間での使用は危険である

物質の比重

 金:19.3
 銀:7.86
 水:1.00
 ベンゼン:0.88
 アルコール:0.80

熱の移動

 熱せられた物体が熱を出して他の物体に熱を与える現象をふく射という

 液体自身の移動によって熱が移動する現象を対流という

 物質が移動せずに熱が移動する現象を伝導という

 金属は非金属より熱伝導率が大きい

 固体は、一般に液体より熱伝導率が大きい

静電気

 静電気が放電して発生する火花で、可燃性蒸気に点火することがある

 配管を流れる液体の速度を上げれば、静電気の帯電量は多くなる

 絶縁性を高めても静電気の蓄積を防止できない

 静電気が蓄積しても熱は発生しない

 物質の接触でも静電気は起きる

有機化合物

 有機化合物は、一般に水に溶けにくいものが多い

 有機化合物は、一般に有機溶剤に溶けやすいものが多い

 有機化合物は一般に可燃性であり、燃焼させると主に二酸化炭素と水を生じる

 有機化合物の構成元素は、炭素、水素、酸素が主体である

 有機化合物は、一般に融点や沸点が低いものが多い

200gの水に10gの食塩を溶かした場合、溶液の濃度は何%か。

 水200gに塩10gを入れるので全体では210gになる

 よって、塩10gを塩水210gで割ってあげればよい

 10g÷(200g+10g)≒0.476

引火点と発火点

 引火点は液体のみに用いられ、気体や固体では用いられることはない

 引火点は、可燃性液体の蒸気濃度が燃焼範囲の下限値に達したときの液温をいう

 発火点とは、可燃物が自ら発火して燃焼を開始する最低の温度をいう

 一般に引火点は発火点よりも低いことが多い

水による消火について

 水による消火が有効なのは、

 ①水の持つ蒸発熱の大きさによる冷却効果
 ②発生する水蒸気による窒息効果
 ③発生する水蒸気が可燃性ガスを希釈

があるからである

比重について

 酸素は空気より重い

 ガソリンは水より軽いので水に浮く

 エチルアルコールは水より軽いが、水に溶けるため浮かない

 水の比重は4℃の場合に最大となる

 二酸化炭素は空気より重い

熱膨張について

 液体の体積は、温度変化に比例して増減する

 固体の体膨張率は線膨張率の約3倍である

 気体の膨張率は、液体に比べて大きい

 気体の体積は、圧力が一定の場合、温度変化に比例して増減する

 気体の体積は、温度が一定の場合、圧力に反比例して増減する

炭素を24g燃やすことで発生する二酸化炭素は何gか

 C+O2=CO2

 炭素の原子量=12.0

 酸素の原子量=16.0

 炭素を12gとした場合、発生する二酸化炭素は、

 12g+(16g×2)=44g

 炭素が24gの場合は、その倍なので、

 44g×2=88g

炎色反応

 炎色反応は

 銅:青緑色
 ナトリウム:黄色
 カリウム:淡紫色
 リチウム:赤色
 カルシウム:橙赤色

酸化と還元

酸化 

①水素化合物が水素を失うこと
②物質が酸素と化合すること
③物質が電子を失うこと

還元

①水素を受け取ること
②物質が酸素を失うこと
③物質が電子を受け取ること

引火点について

 引火点が低いほど引火しやすい

 発火点と同じ意味ではない

 引火点は物質によって異なる

 引火点が0℃以下の物質がある

 液体の温度が引火点以下なら燃焼に必要な濃度の蒸気は発生していない。

燃焼範囲について

 燃焼範囲のことを爆発範囲という

 燃焼範囲は、可燃性蒸気の全体に対する容量割合で表す

 燃焼範囲には、上限値と下限値が必ず存在する

 燃焼範囲が広くて下限値の低いものは引火の危険性が高い

 可燃性液体は、液体そのものではなく、蒸発した蒸気が燃焼する

水の性質

 水の分子量は18である

 食塩水の沸点は100℃より高い

 水の沸点は、圧力が上昇すると高くなる

 水の気化熱は2256.3J(539cal)である

 水は4℃で密度が最大となる

比熱

 比熱とは、物質1gの温度を1ケルビン上げるための熱量のことをいう

 比熱は物質に依存する

 比熱が小さければ、温まりやすい

 比熱とは、2つの物体の温度を比べたときの差ではない

 液体1gを気体にするために必要な熱量のことを比熱とはいわない

静電気

 接地は静電気の帯電防止策の1つである 液体の流動でも静電気は発生する

 静電気は人体にも蓄積する 静電気が蓄積されただけでは、物体から火災は発生しない

 静電気は湿度が低くなるほど蓄積しやすい

物質の変化

 鉄板が熱によりとけるのは、物理変化である

 鉄板を温めると膨張するのは、物理変化である

 鉄板が折れ曲がるのは物理変化である

 鉄板が塩酸にとけるのは化学変化である

 鉄板がさびるのは、化学変化である

シャルルの法則
 「気体体積は温度1℃上昇するごとに0℃のときの体積の1/273ずつ増加する」

ボイルの法則
 「気体体積は圧力に反比例する」

ボイル・シャルルの法則
 「気体体積は、圧力に反比例し、また温度1℃上昇するごとに0℃ときの体積の1/273ずつ増加する」

アボガドロの法則
 「すべての種類の気体は、同一圧力、同一温度、同一体積のとき、同じ数の分子を含む」

定比例の法則
 「化合物を構成する成分元素の質量の比は常に一定である」

酸と塩基

 水酸化ナトリウムは塩基性物質である

 酸と塩基は中和して水と塩をつくる

 酸は青色リトマス試験紙を赤色に変える

 塩基は水溶液中で水酸イオンを出す

 水素イオン指数6の水溶液は酸性である

物質の危険性

 酸化性物質と還元性物質が混合すると、発火や爆発することがある

 可燃性固体の粉塵が空気中に浮遊しているときに火気を近づけると、爆発することがある

 可燃性液体が霧状になっているときに火気を近づけると、爆発することがある

 酸化カルシウムや過酸化ナトリウムは、水と反応すると激しく発熱する

 酸化性塩類と強酸が混合すると、発火や爆発することがある。

酸化剤と還元剤

 酸化剤も還元剤も、反応させる物質によって逆の作用をする

 ほかの物質により還元される性質をもつものを酸化剤という

 還元剤は他の物質に水素を与える

 還元剤は反応させる物質より酸化されやすいものを用いる

 酸化剤は他の物質から水素を奪う

発火点

 発火点に達すれば、熱源(火源)がなくても発火する

 発火点に達しても、酸素がなければ発火しない

 一般的に、同じ物質なら発火点は引火点よりも高い

 ガソリンの発火点は約300℃である

 可燃性液体の液面から、引火できる濃度の蒸気を発生するのは引火点である

消火

 空気中の酸素が一定濃度以下になり不足すると、燃焼は停止する

 液体の蒸気に引火して燃焼しているときは、液体の温度を下げれば燃焼は停止する

 酸素を含有する物質の燃焼には、窒息消火は有効ではない

 除去消火とは、可燃物を除去する方法である

 燃焼物を物体で覆うと窒息効果がある

塩酸に溶けるもの

 鉄、マグネシウム、亜鉛、アルミニウムは塩酸に溶ける

塩酸に溶けないもの

 銅

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