レッスン3-16:毒物劇物の化学（実地）
レッスン3-16は毒物劇物の化学（実地）──化学計算の実地総合演習。化学分野（2-1〜2-27）で学んだ濃度計算・中和計算・酸化還元・モル計算・気体の状態方程式を毒劇物の具体的な取扱場面に適用。除外濃度の判定・廃棄量計算・気体拡散推定など、実地試験で頻出する計算問題を完全攻略します。
毒劇先生青木さん、今回は化学の実地総合演習！計算問題が中心です。
強欲な青木計算は苦手っすね…
毒劇先生大丈夫！公式3本で8割解けます。①質量%と密度で溶液質量算出、②中和 c₁v₁n₁=c₂v₂n₂、③酸化還元 c₁v₁n₁=c₂v₂n₂（n=電子数）。価数と電子数を間違えなければ大丈夫です。
強欲な青木除外濃度の計算も出るんすか？
毒劇先生頻出！『35%塩酸を希釈して10%以下にするには？』みたいな問題。希釈公式 C₁V₁=C₂V₂で即座に解けます。計算結果を毒劇法の除外濃度（10%/5%/6%/1%）と照合するのが判定の決め手。
強欲な青木気体の計算も出ますか？
毒劇先生部屋の気体濃度（ppm）計算が頻出！PV=nRTと標準状態1mol=22.4Lを使って、漏洩ガス量から空間濃度を算出できれば実務にも役立ちます。
目次
💪実力試し（3問）
まずは腕試し。本番レベルの問題3問を解いてから、解説で確認しましょう。
問題1
20%塩酸（密度1.10 g/mL）1Lに含まれる塩化水素（HCl）の質量は何gか。
- 20g
- 110g
- 200g
- 220g
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正解：4
解説：溶液1L = 1000mL × 1.10 g/mL = 1100g（溶液質量）。溶質（HCl）= 1100 × 0.20 = 220g。質量%→質量計算は『体積×密度＝溶液質量→濃度×溶液質量＝溶質質量』の2段階。
間違えやすいポイント：密度を忘れて『1000×0.20=200g』と誤答しがち。必ず『体積×密度』で溶液質量を先に計算！
問題2
0.05 mol/L の硫酸 H₂SO₄ 100mL を完全中和するのに必要な 0.1 mol/L NaOH の体積はいくらか。
- 50 mL
- 100 mL
- 150 mL
- 200 mL
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正解：2
解説：中和公式 c₁v₁n₁ = c₂v₂n₂。H₂SO₄（2価）・NaOH（1価）。0.05×100×2 = 0.1×V×1 → V = 100 mL。価数を忘れずに計算。
間違えやすいポイント：硫酸は『2価』の酸。n₁=2を忘れると半分の値で誤答する。
問題3
標準状態（0℃・1気圧）で塩素Cl₂ 11.2Lの質量は何gか。（Cl=35.5）
- 17.75g
- 35.5g
- 71g
- 142g
解答と解説を見る
正解：2
解説：標準状態で1 mol = 22.4L。11.2L ÷ 22.4 = 0.5 mol。Cl₂の分子量 = 35.5×2 = 71。質量 = 0.5 × 71 = 35.5g。
間違えやすいポイント：気体はまず『体積÷22.4＝mol』で物質量を出し、分子量で質量に変換。Cl₂は分子として計算（原子量35.5ではない）。
🔰基礎教養学習
本単元は①濃度計算 ②中和計算 ③酸化還元滴定 ④モル計算 ⑤気体の状態方程式 ⑥除外濃度判定の6ブロック構造です。
⓪ 計算問題の公式まとめ
| 公式 | 式 | 単位 |
| 質量% | 溶質g ÷ 溶液g × 100 | % |
| モル濃度 | 溶質mol ÷ 溶液L | mol/L |
| 希釈 | C₁V₁ = C₂V₂ | 溶質量不変 |
| 中和 | c₁v₁n₁ = c₂v₂n₂ | n=価数 |
| 酸化還元 | c₁v₁n₁ = c₂v₂n₂ | n=電子数 |
| 物質量 | 質量÷モル質量 or 体積÷22.4（気体） | mol |
| 状態方程式 | PV = nRT | R=0.082 |
| pH | −log[H⁺] | 無次元 |
① 濃度計算の完全マスター
👉質量%の計算例題
【例題】35%塩酸 100g に水を加えて10%塩酸にするには、水を何g加えるか？
溶質HCl = 100×0.35 = 35g（不変）
10%濃度の溶液 = 35÷0.10 = 350g
加える水 = 350−100 = 250g
→ 希釈して10%以下にすれば、劇物の除外対象となる！
👉質量%→モル濃度への変換
【例題】35%塩酸（密度1.18 g/mL）のモル濃度は？（HCl=36.5）
1L（1000mL）= 1000×1.18 = 1180g（溶液質量）
HCl = 1180×0.35 = 413g → 413÷36.5 ≒ 11.3 mol
→ モル濃度 = 約11.3 mol/L（濃塩酸の標準値）
👉除外濃度（必須暗記）
| 物質 | 除外濃度 | 物質 | 除外濃度 |
| 塩酸 HCl | 10%以下 | 硫酸 H₂SO₄ | 10%以下 |
| 硝酸 HNO₃ | 10%以下 | アンモニア | 10%以下 |
| シュウ酸 | 10%以下 | 水酸化Na/K | 5%以下 |
| フェノール | 5%以下 | クレゾール | 5%以下 |
| 過酸化水素 | 6%以下 | ホルムアルデヒド | 1%以下 |
毒劇先生数字の並びで暗記：『酸=10 ／ 水酸化=5 ／ 過酸化=6 ／ ホル=1』（%）。4つの数字ペアで即答可能。
② 中和計算の実地応用
中和公式：c₁v₁n₁ = c₂v₂n₂（濃度×体積×価数）
👉価数一覧（暗記必須）
| 価数 | 酸 | 塩基 |
| 1価 | HCl・HNO₃・CH₃COOH | NaOH・KOH・NH₃ |
| 2価 | H₂SO₄・H₂CO₃・(COOH)₂ | Ca(OH)₂・Ba(OH)₂・Mg(OH)₂ |
| 3価 | H₃PO₄ | Al(OH)₃ |
👉実地応用：酸漏洩の中和
【例題】36%硫酸が100Lこぼれた。中和に必要な消石灰Ca(OH)₂は何kg？
硫酸100L×1.27g/mL×0.36 = 約45720g
45720÷98 = 約467 mol（H₂SO₄）
H₂SO₄（2価）+ Ca(OH)₂（2価）= 中和 → 467 mol のCa(OH)₂必要
Ca(OH)₂ = 467×74 = 約34.6 kg必要
③ 酸化還元滴定の実地応用
| 酸化剤/還元剤 | 電子数 | 半反応式（酸性条件） |
| KMnO₄（酸化剤） | 5 | MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O（赤紫→無色） |
| K₂Cr₂O₇（酸化剤） | 6 | Cr₂O₇²⁻+14H⁺+6e⁻→2Cr³⁺+7H₂O（橙→緑） |
| H₂O₂（酸化剤） | 2 | H₂O₂+2H⁺+2e⁻→2H₂O |
| H₂O₂（還元剤） | 2 | H₂O₂→O₂+2H⁺+2e⁻ |
| Fe²⁺（還元剤） | 1 | Fe²⁺→Fe³⁺+e⁻ |
| H₂S（還元剤） | 2 | H₂S→S+2H⁺+2e⁻ |
👉実地応用：シアン化物の酸化処理計算
【例題】10%NaCN水溶液 500gを次亜塩素酸ナトリウムで酸化処理するのに必要なNaOCl量は？
NaCN = 500×0.1 = 50g → 50÷49 ≒ 1.02 mol
反応式：NaCN + NaOCl → NaOCN + NaCl（1:1）
NaOCl = 1.02 mol必要。さらに第2段でCO₂+N₂に完全分解するため合計2〜3倍量。
④ モル計算の実地応用
1 mol = 6.02×10²³個（アボガドロ数）、質量=分子量g、標準状態気体=22.4L。
👉毒劇物の分子量一覧
| 物質 | 分子量 | 物質 | 分子量 |
| HCN | 27 | Cl₂ | 71 |
| NaCN | 49 | KCN | 65 |
| NH₃ | 17 | H₂S | 34 |
| HF | 20 | HCl | 36.5 |
| NaOH | 40 | KOH | 56 |
| H₂SO₄ | 98 | HNO₃ | 63 |
| CH₃OH（メタノール） | 32 | C₂H₅OH（エタノール） | 46 |
| HCHO | 30 | C₆H₅OH（フェノール） | 94 |
| (COOH)₂（シュウ酸） | 90 | CHCl₃ | 119.5 |
| CCl₄ | 154 | HgCl₂ | 271.5 |
| As₂O₃ | 198 | H₂O₂ | 34 |
⑤ 気体の状態方程式 PV=nRT
PV = nRT （R=0.082 L·atm/(mol·K)、T=絶対温度）
👉実地応用：ガス漏洩時の空間濃度
【例題1】100m³の部屋にCl₂が1mol漏洩。濃度は何ppm？
1mol = 22.4L。100m³=100000L。
濃度 = 22.4 / 100000 × 10⁶ = 約224 ppm
（塩素の管理濃度は0.5ppmなので、これは致死レベル）
【例題2】27℃・1気圧で2.46LのNH₃の質量は？（NH₃=17）
n = PV/RT = 1.0×2.46 / (0.082×300) = 0.1 mol
質量 = 0.1×17 = 1.7g
⑥ 除外濃度判定の計算
👉判定フロー
- 試料中の対象物質量を算出（質量%or モル濃度）
- 毒劇法の除外濃度（10%/5%/6%/1%）と比較
- 以下→普通物、超過→劇物
👉具体例
- 12%塩酸 → 10%超なので劇物
- 8%塩酸 → 10%以下なので除外（普通物扱い）
- 7%過酸化水素 → 6%超なので劇物
- 0.5%ホルムアルデヒド → 1%以下なので除外
- 3%水酸化ナトリウム → 5%以下なので除外
✅理解度チェックテスト（3問）
チェック1（○✕）
次の記述は正しいか誤りか、○✕で答えてください。
「塩酸（HCl）は10%以下なら毒物劇物指定から除外される。」
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正解：○（正しい）
解説：正しい。塩酸・硫酸・硝酸・アンモニア・シュウ酸は10%以下で除外。水酸化Na/K・フェノールは5%以下。
チェック2（穴埋め）
次の文の【 】に入る最も適切な語句を選んでください。
標準状態（0℃・1気圧）で 1 mol の気体の体積は【 】Lである。
- 11.2
- 22.4
- 33.6
- 44.8
答えを見る
正解：2
解説：アボガドロの法則より、標準状態で任意の気体1 molは種類に関係なく22.4L。
チェック3（4択）
水酸化ナトリウム NaOH 4.0g を水に溶かして全量200mLとした水溶液のモル濃度は？（NaOH=40）
- 0.1 mol/L
- 0.25 mol/L
- 0.5 mol/L
- 1.0 mol/L
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正解：3
ポイント：4.0÷40 = 0.1 mol。0.1 mol ÷ 0.2 L = 0.5 mol/L。
深掘り解説
テーマ1：pH計算の実地応用
強酸・強塩基は完全電離と仮定してpH計算：0.01 mol/L HCl → [H⁺]=10⁻², pH=2。0.01 mol/L NaOH → [OH⁻]=10⁻², pOH=2, pH=14−2=pH 12。廃液処理でpH 6〜8まで中和することが排水基準。
テーマ2：濃塩酸・濃硫酸の標準値
| 物質 | 質量% | 密度 | モル濃度 |
| 濃塩酸 | 35〜37% | 1.18 | 約11.3 mol/L |
| 濃硫酸 | 98% | 1.84 | 約18.4 mol/L |
| 濃硝酸 | 60〜70% | 1.40 | 約15.6 mol/L |
| 氷酢酸 | 99% | 1.05 | 約17.3 mol/L |
| 濃アンモニア水 | 28% | 0.90 | 約15 mol/L |
テーマ3：実地試験で頻出の計算パターン
- 希釈計算：濃塩酸を薄めて除外濃度以下にするには？
- 中和量計算：酸廃液を中和するのに必要なアルカリ量
- 廃棄処理量：シアン化物に必要なNaOCl量
- 空間濃度：部屋に漏洩したガスの濃度（ppm換算）
- モル質量変換：g ⇔ mol ⇔ L（気体）
🥊過去問演習（全10問）
本番形式の10問に挑戦！基礎・深掘りで学んだ内容を総動員して解きましょう。
📝まとめと次の学習へのつなぎ
今回の学習ポイント
- 濃度計算：質量%＝溶質÷溶液×100、モル濃度＝mol÷L
- 希釈：C₁V₁=C₂V₂で即算
- 中和：c₁v₁n₁=c₂v₂n₂（nは価数、硫酸2価・Ca(OH)₂2価を忘れない）
- 酸化還元：同公式（nは電子数、KMnO₄=5、K₂Cr₂O₇=6）
- 気体：PV=nRT、標準状態1mol=22.4L
- 除外濃度：酸10%・水酸化5%・過酸化6%・ホル1%
- ppm換算：gas体積L÷室容積L×10⁶
毒劇先生化学計算は公式3本で大半を解けます！濃度・中和・酸化還元・気体の順に演習を重ねて、数字に慣れることが合格への近道。
強欲な青木公式と物質ごとの価数・分子量を押さえれば計算も怖くないっす！
次回予告：レッスン3-17「毒物劇物の性状・鑑別（実地）」
次回は性状・鑑別の総合演習。色・臭い・反応から物質を特定する力を総仕上げ。
📍 他のレッスンへ
章全体の学習進度はサイドバーからも確認できます。前後のレッスンで関連事項を横断的に復習しましょう。
