【過去問】燃焼範囲（爆発範囲）とは？下限値と危険性を解説｜危険物取扱者【甲、乙、丙】

解説

正しいのは３。燃焼範囲は、可燃性蒸気と空気の混合気のうち、点火源で燃焼できる可燃性蒸気の濃度（vol%）の範囲。蒸気が薄すぎても濃すぎても燃えない。１：酸素量の範囲ではなく、空気中の可燃性蒸気の濃度の範囲。２：被害を受ける場所の広さのことではない。４：熱源の温度の範囲ではない。５：燃えた後に出るガスではなく、燃える前の可燃性蒸気の濃度。

解説

正しいのは１。ジエチルエーテルの燃焼範囲は約1.9〜36vol%で、この中では飛び抜けて広い。特殊引火物は燃焼範囲が広いものが多い。２のガソリンは約1.4〜7.6vol%、３のベンゼンは約1.2〜7.8vol%、４の酢酸エチルは約2.0〜11.5vol%、５のエタノールは約3.3〜19vol%で、いずれもジエチルエーテルより狭い。

解説

最も不適切なのは１。燃焼範囲は温度や圧力によって変わり、一般に温度・圧力が上がると範囲は広くなる。２：燃焼範囲は空気中の可燃性気体の体積パーセント（vol%）で表すので正しい。３：上限界を超えると濃すぎて（酸素が足りず）燃えないので正しい。４：範囲が広いもの、下限界が小さいものほど燃えやすく危険なので正しい。５：燃焼範囲は物質ごとに決まった値で、種類によって異なるので正しい。

解説

正しいのは２（５L）。蒸気濃度（vol%）＝蒸気量÷（空気量＋蒸気量）×100 で求める。分母は空気だけでなく、空気と蒸気を合わせた全体の量。１：１÷(100＋１)×100＝約0.99vol%で、下限界1.3vol%に届かず燃えない。２：５÷(100＋５)×100＝約4.76vol%で、1.3〜7.1vol%の範囲内なので燃える。３：10÷(100＋10)×100＝約9.09vol%、４：15÷(100＋15)×100＝約13.04vol%、５：20÷(100＋20)×100＝約16.67vol%で、いずれも上限界7.1vol%を超えて燃えない。

解説

正しいのは３。蒸気35vol%は、燃焼範囲の上限値12.8vol%を超えていて濃すぎるため、火花を飛ばしても燃えない。１：液温20℃は引火点－18℃より高いので、炎や火花を近づけると引火する。２：発火点538℃以上に熱した鉄板に触れれば、炎や火花がなくても自ら燃え出す。４：沸点（56.5℃）より低い温度でも液面からの蒸発は起こっており、可燃性蒸気は出ている。５：蒸気比重2.0は、蒸気の重さが空気の２倍という意味で、２分の１ではない。

解説

正しいのは３（A：燃焼下限界、B：蒸気圧、C：蒸気濃度）。A：引火点は、液面付近の蒸気が燃焼範囲の下限界の濃度に達する液温なので、燃焼下限界と密接な関係がある。B：液体は、液温に応じて決まった蒸気圧をもつ。沸点は液温によって変わる量ではないので当てはまらない。C：液面付近の蒸気の濃度は、その蒸気圧に見合った値になる。燃焼範囲は物質ごとの燃える濃度の範囲なので、Cには当てはまらない。

解説

正しいのは２。下限界が低いものは、わずかな蒸気でも燃えるので危険。燃焼範囲が広いものは、濃度が多少変わっても燃えてしまうので危険。１：着火源なしで燃え出す温度は発火点。３：着火源で火がつき燃え続ける最低の液温は燃焼点。４：物質１gを１℃上げる熱量は比熱。燃焼熱は燃えたときに出る熱量。５：火源があれば燃え始める最低の液温は引火点で、燃焼範囲の上限界ではない。