令和元年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問10を解説｜バイオガス量の計算

令和元年度 汚水処理特論 問10は、嫌気処理でグルコースが全量バイオガスになったときのガス発生量を求める計算問題です。正しい値を選びます。

この問題のポイント

グルコースの嫌気分解（メタン発酵）は C₆H₁₂O₆ → 3CH₄ ＋ 3CO₂ と表せ、グルコース1 molから合わせて6 molの気体が出ます。あとはmol数を体積に直すだけです。グルコースの分子量は180なので180 gは1 mol、生成ガスは6 mol、20 ℃のモル体積24 L/molを掛けて求めます。引っかけは、CH₄だけを数えて3 mol（72 L）としてしまう点で、CO₂も合わせて6 molで数えます。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解：選択肢(5)

計算の手順

1. 反応式：C₆H₁₂O₆ → 3CH₄ ＋ 3CO₂。グルコース1 molから気体は3＋3＝6 mol。
2. グルコースのmol数：分子量＝12×6 ＋ 1×12 ＋ 16×6 ＝ 180。180 g ÷ 180 g/mol ＝ 1 mol。
3. 生成ガスのmol数：1 mol × 6 ＝ 6 mol。
4. 体積：6 mol × 24 L/mol ＝ 144 L。

したがって正解は選択肢(5)の144 Lです。

ここが分かれ目

生成ガスはメタンCH₄と二酸化炭素CO₂の混合気体で、グルコース1 molからそれぞれ3 molずつ、合わせて6 mol出ます。CH₄だけを数えて3 mol（72 L）とすると選択肢(2)に引っかかります。バイオガスはCO₂も含めて6 molで数え、20 ℃のモル体積24 L/molを掛けるのが要点です。

覚え方

• グルコースの嫌気分解はC₆H₁₂O₆ → 3CH₄＋3CO₂＝気体6 mol/mol。
• 体積はmol数 × モル体積（20 ℃で24 L）。CH₄とCO₂の両方を数える。

理解度チェック

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