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【過去問】硝酸メチル・硝酸エチルとは?第5類(硝酸エステル類)を解説|危険物取扱者【甲、乙5】

【過去問】硝酸メチル・硝酸エチルとは?第5類(硝酸エステル類)を解説|危険物取扱者【甲、乙5】

A出題ランク:甲種で頻出のAランク(重要)

第5類の2番目は「硝酸エステル類」の代表硝酸メチル・硝酸エチルです。硝酸とアルコールが縮合してできる化合物で、芳香があり、揮発性・引火性を併せ持つ液体という点が特徴です。

後の記事で扱うニトログリセリン・ニトロセルロースも同じ「硝酸エステル類」の仲間です。

強欲な青木

硝酸メチルと硝酸エチル、名前が似てるだけで中身はほとんど同じなんすか?

消防設備士

性質はよく似ていますが、引火点や比重などの数値は異なります。硝酸メチルは引火点15℃、硝酸エチルは引火点10℃で、硝酸エチルの方がやや引火しやすい数値です。細かい数値の違いが問題でよく問われます。

このページを見たら危険物取扱者甲種の性質に出てくる「第5類(自己反応性物質)硝酸メチル・硝酸エチル」に関する問題が得点源となるはず!

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目次

🔰基礎教養学習

1. 硝酸エステル類とは

硝酸エステル類は、硝酸とアルコールが縮合してできる化合物です。一般式R−ONO₂で表され、いずれも芳香があり甘味をもつ液体で、揮発性があり熱や衝撃で爆発しやすい性質を持ちます。

HNO₃ + CH₃OH → CH₃NO₃(硝酸メチル)+ H₂O
HNO₃ + C₂H₅OH → C₂H₅NO₃(硝酸エチル)+ H₂O

硝酸メチル・硝酸エチルの性状
硝酸メチル・硝酸エチルの性状

2. 硝酸メチル・硝酸エチルの性状比較

項目 硝酸メチル 硝酸エチル
外観 芳香のある無色の液体 芳香のある無色の液体
比重 1.2 1.1
引火点 15℃ 10℃
水への溶解 ほとんど溶けない わずかに溶ける
共通点 アルコール・ジエチルエーテルに溶ける/引火性+揮発性で加熱・衝撃により爆発しやすい/容器密栓・換気良好な冷暗所に貯蔵/酸素を含有するため消火が困難
強欲な青木

「酸素を含有するため消火が困難」ってどういうことっすか?

消防設備士

分子自体が酸素(−ONO₂)を含んでいるため、外部の酸素を遮断しても燃え続けてしまうからです。これが第5類共通の「自己燃焼性」で、窒息消火が効きにくい理由です。

上記の内容をふまえて、さっそく過去問に挑戦してみましょう!

【過去問】硝酸メチル・硝酸エチル

【問1】 硝酸エチルの性状について、次のうち妥当でないものはどれか。

  1. 比重は1より大きい。
  2. 沸点は100℃以下である。
  3. 水、エタノールに溶けない。
  4. 芳香がある。
  5. 加熱すると爆発することがある。
解答と解説を見る

正解:3

硝酸エチルは水にわずかに溶け、エタノールにも溶けます。「水、エタノールに溶けない」は誤りです。比重は1.1で1より大きく、沸点は87℃で100℃以下です。

【問2】 硝酸エステル類について、次のうち誤っているものはどれか。

  1. ニトログリセリンは、20℃で無色ないし淡黄色の油状液体である。
  2. ニトログリセリンを樟脳のアルコール溶液に溶かしたものがコロジオンである。
  3. 硝酸エチルは、引火しやすい無色の液体である。
  4. ニトログリセリンは、グリセリンと硝酸のエステルであり、水にはほとんど溶けない。
  5. ニトロセルロースは、日光の照射や気温が高いときなどに分解が促進されて、自然発火しやすい。
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正解:2

コロジオンは、ニトロセルロース(弱綿薬)をジエチルエーテルとアルコールの溶液に溶かしたもので、ニトログリセリンではありません。ちなみにニトロセルロースと樟脳からつくられる合成樹脂はセルロイドです。

【問3】 硝酸エステル類に属する物質は、次のうちどれか。

  1. ジニトロベンゼン
  2. トリニトロトルエン
  3. ニトロフェノール
  4. ジニトロクロロベンゼン
  5. ニトログリセリン
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正解:5

1〜4はいずれも第5類のニトロ化合物に該当します。ニトログリセリンは硝酸エステル類に該当します。「ニトロ○○」という名前でも、分類は化学構造(−ONO₂か−NO₂か)で決まる点に注意しましょう。

チェック1(4択)

硝酸メチルと硝酸エチルのうち、引火点が低いのはどちらか。

  1. 硝酸メチル(15℃)
  2. 硝酸エチル(10℃)
  3. どちらも同じ
  4. 比較できない
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正解:2

硝酸エチルの引火点は10℃で、硝酸メチルの15℃より低く、より引火しやすい数値です。

チェック2(○✕)

次の記述の正誤を答えなさい。

硝酸メチル・硝酸エチルは、いずれも分子内に酸素を含んでいるため、消火が困難である。

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正解:○

硝酸エステル類は分子内に酸素を含有しているため、外部からの窒息消火が効きにくく消火が困難です。

チェック3(穴埋め)

次の( )に当てはまる語句を答えなさい。

  1. 硝酸エステル類は、硝酸と( ① )が縮合してできる化合物である。
  2. 硝酸メチル・硝酸エチルはいずれも( ② )のある無色の液体である。
  3. 硝酸メチルの引火点は( ③ )℃、硝酸エチルの引火点は( ④ )℃である。
解答と解説を見る

アルコール ② 芳香 ③ 15 ④ 10

🪏深掘り解説

① 「ニトロ」でも分類はさまざま

第5類には「ニトロ」という言葉を含む物質が複数あり、名前だけで分類を判断すると失点しやすいポイントです。

  • 硝酸エステル類(−ONO₂構造):硝酸メチル・硝酸エチル・ニトログリセリン・ニトロセルロース
  • ニトロ化合物(−NO₂構造):ピクリン酸・トリニトロトルエン

「ニトログリセリン」という名前から「ニトロ化合物」に分類しがちですが、正しくは硝酸エステル類である点が定番のひっかけです。

② 数値のわずかな違いを比較で押さえる

硝酸メチルと硝酸エチルは性状が似ているため、試験では比重・引火点・水への溶解度などわずかな数値の違いを問う問題が出やすくなります。表にまとめて対比させながら覚えるのが効率的です。

まとめ

  • 硝酸エステル類は硝酸とアルコールが縮合してできる化合物

  • 硝酸メチル・硝酸エチルはいずれも芳香のある無色の液体

  • 引火点は硝酸メチル15℃、硝酸エチル10℃

  • 分子内に酸素を含有するため、消火が困難

  • ニトログリセリンは硝酸エステル類(ニトロ化合物ではない)

強欲な青木

次はニトログリセリン・ニトロセルロースっすね!第5類、続けていきましょう!

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この記事を書いた人

高専から大学院まで9年間にわたり化学を専攻。
消防整備士として10年の実務経験を積み、独立・起業。

消防設備士全類、危険物取扱者全類をはじめ、第二種電気工事士、AI・DD総合種、第三種電気主任技術者など、多数の国家資格を保有。

神戸高等技術専門学院にて危険物取扱者 乙種第4類およびDO第3種の講師を担当。
また、月刊誌「電気と工事(オーム社)」にてコラムを連載中。

実務・教育・執筆の三軸から、専門性と実践力を兼ね備えた情報発信を行っている。

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