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令和元年度 公害防止管理者 大気特論 問7を解説|酸素自動計測器と干渉成分

令和元年度 大気特論 問7は、燃焼管理に使う酸素(O2)自動計測器とその干渉成分の組合せに関する問題です。計測器と、測定を妨げる干渉成分の組合せのうち、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

それぞれの酸素計は測る原理が違い、干渉成分もその原理から決まります。磁気式は酸素の強い磁性(常磁性)を利用するので、磁性をもつガスが干渉します。電極方式は電解液・隔膜を使うため、水に溶ける酸性ガス(二酸化硫黄・二酸化炭素など)が干渉します。ジルコニア方式は高温で働くため、そこで反応する可燃性ガス(一酸化炭素など)が干渉します。ここでの分かれ目は、磁気式に組み合わせた干渉成分が原理に合っているかどうかです。

※ 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(1)(誤っている組合せ)

各選択肢の正誤

選択肢各選択肢の判定解説(計測器/干渉成分)
(1)×(誤り)磁気式O2計/NO2。磁気式の干渉として主に挙がるのは強い常磁性のNOで、この組合せが誤りとされます。
(2)○(正しい)電極方式O2計/SO2。酸性ガスが電解液に影響し干渉します。
(3)○(正しい)電極方式O2計/CO2。CO2も酸性ガスとして干渉します。
(4)○(正しい)ジルコニア方式O2計/CO。高温で反応する可燃性ガスが干渉します。
(5)○(正しい)ジルコニア方式O2計/SO2。SO2も干渉成分になり得ます。

選択肢(1)のポイント(ここが誤り)

磁気式O2計は、酸素が強い常磁性をもつことを利用して濃度を測ります。したがって干渉するのは磁性をもつガスで、代表として挙げられるのは常磁性の強いNO(一酸化窒素)です。選択肢(1)は磁気式にNO2を組み合わせていますが、NO2は互いに結びついてN2O4になりやすく磁性としての影響が小さいため、磁気式の主な干渉成分としては扱われません。この点から、選択肢(1)の組合せが誤りとされます。電極方式(酸性ガスで干渉)やジルコニア方式(可燃性ガスで干渉)の組合せは、いずれも各方式の原理に合っています。

覚え方

  • 磁気式は磁性で測る=NOが主な干渉。原理から干渉成分が決まる。
  • 電極方式は電解液を使う=酸性ガス(SO2・CO2)が干渉。
  • ジルコニア方式は高温=可燃性ガス(COなど)が干渉。

理解度チェック

Q.

磁気式O2計が干渉を受けるのは、どんな性質のガス?

磁性(常磁性)をもつガスです。代表はNOで、酸素と同じく強い常磁性を示します。

Q.

ジルコニア方式O2計で干渉になりやすいのは?

高温で反応する可燃性ガス(COなど)です。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 大気特論 問題・正解」(公式PDF