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令和3年度 公害防止管理者 大気有害物質特論 問6を解説|爆発限界

令和3年度 大気有害物質特論 問6は、特定物質と空気の混合物の爆発限界に関する問題です。示された物質のうち、爆発限界が最も広いものを選びます。

この問題のポイント

爆発限界(燃焼範囲)は、可燃性ガスが空気と混じって着火・爆発しうる濃度の範囲で、爆発下限界から爆発上限界までの幅で表されます。この幅が広い物質ほど、薄くても濃くても爆発しやすく危険です。分かれ目は、「下限と上限の差」が最も大きい物質はどれかという比較です。単に下限が低い、上限が高いだけでなく、上下の開きが最大のものを選びます。選択肢の中ではホルムアルデヒドの範囲が最も広く、一酸化炭素も上限が非常に高く紛らわしい比較対象になります。

※ 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(4)

各選択肢の正誤

選択肢物質解説
(1)アクロレイン燃焼範囲はもつものの、下限と上限の開きはホルムアルデヒドより狭く、最も広くはありません。
(2)一酸化炭素上限が非常に高く範囲は広いものの、下限がやや高いため、全体の幅ではホルムアルデヒドに及びません。紛らわしい比較対象です。
(3)シアン化水素燃焼範囲はあるものの、上下の開きはホルムアルデヒドより狭く、最も広くはありません。
(4)ホルムアルデヒド(正解)下限が低く上限も高いため、下限から上限までの幅が選択肢の中で最も広い物質です。
(5)メタノール燃焼範囲は中程度で、下限と上限の開きはホルムアルデヒドより狭く、最も広くはありません。

ここが分かれ目

比較するのは爆発下限界と爆発上限界の差(範囲の幅)です。下限が低いだけ、あるいは上限が高いだけでは「最も広い」とは限りません。ホルムアルデヒドは下限が低く上限も高いため、下限から上限までの開きが選択肢の中で最も大きくなります。特に一酸化炭素は上限が非常に高く「広そう」に見えますが、下限がホルムアルデヒドより高いぶん、全体の幅では届きません。上端と下端の両方を見て開きを比べる、という手順を踏むと取り違えを防げます。(各物質の限界値は資料により多少異なるため、正確な数値は公式資料で確認してください。)

覚え方

  • 爆発限界の広さ=上限と下限の差(幅)で比べる。
  • この問題で最も広いのはホルムアルデヒド。上限が高い一酸化炭素が紛らわしい。
  • 「下限が低い」「上限が高い」の一方だけで判断しない。両端を見る。

理解度チェック

Q.

爆発限界が「広い」とは、何が大きいこと?

爆発下限界と爆発上限界の差(範囲の幅)が大きいことです。幅が広いほど爆発しやすく危険です。

Q.

上限が非常に高いのに、幅では最も広くならない紛らわしい物質は?

一酸化炭素です。上限は高いものの下限がやや高く、全体の幅ではホルムアルデヒドに及びません。

この問題に関連する用語解説

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和3年度 公害防止管理者等国家試験 大気有害物質特論 問題・正解」(公式PDF