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令和4年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問21を解説|ICP発光分光分析

令和4年度 汚水処理特論 問21は、ICP発光分光分析装置に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

ICP発光分光分析は、高温の誘導結合プラズマ中に試料を噴霧し、励起された原子が出す元素固有の波長の発光強度から濃度を求める方法です。装置は励起源部・試料導入部・発光部・分光測光部に分かれます。分かれ目は発光部の構成です。発光部はプラズマを作るためのトーチと高周波誘導コイル(ワークコイル)で構成され、電源からの高周波電力でプラズマを維持します。ここに「タングステンランプ」を持ち込んでいる選択肢が誤りです。

※ 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(4)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)高温プラズマに試料を噴霧し、励起原子が出す各波長の発光強度から濃度を求めます。正しい記述です。
(2)○(正しい)励起源部はプラズマを生成・維持する部分で、電源回路や制御回路からなります。正しい記述です。
(3)○(正しい)試料導入部はネブライザーやスプレーチャンバーを含み、試料を発光部へ導きます。正しい記述です。
(4)×(誤り)発光部をトーチとタングステンランプで構成とする点が誤りです。正しくはトーチと高周波誘導コイルです。
(5)○(正しい)分光測光部は集光系・分光部・検出器で構成され、発光を分光して測ります。正しい記述です。

選択肢(4)のポイント(ここが誤り)

ICPの発光部は、アルゴンガスを流すトーチと、それを取り巻く高周波誘導コイル(ワークコイル)で構成されます。コイルに高周波電流を流して強い電磁場を作り、アルゴンを電離させて高温のプラズマを生成・維持します。試料はこのプラズマ中で励起され、元素固有の光を放ちます。選択肢(4)は発光部を「トーチとタングステンランプ」で構成としている点が誤りで、タングステンランプは可視光の光源などに使われる別物であり、プラズマの生成には関与しません。正しくは高周波誘導コイルです。

覚え方

  • ICPの発光部はトーチ+高周波誘導コイルでプラズマを作る。タングステンランプではない。
  • 試料導入部はネブライザーとスプレーチャンバー。分光測光部は集光系・分光部・検出器。
  • 測るのは元素固有の波長の発光強度。プラズマは電磁場でアルゴンを電離して維持。

理解度チェック

Q.

ICPの発光部は何で構成される?

トーチと高周波誘導コイル(ワークコイル)です。コイルに高周波を流してプラズマを生成・維持します。タングステンランプは使いません。

Q.

ICP発光分光分析は何を測って濃度を求める?

プラズマで励起された原子が出す元素固有の波長の発光強度です。強度が濃度に対応します。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和4年度 公害防止管理者等国家試験 汚水処理特論 問題・正解」(公式PDF