作業環境測定士 令和5年8月 分析に関する概論
管理人「作業環境測定のための分析概論」を購入している前提で解説しています。本HPでは「概論」と略しています。
過去問の一覧（パスワードの販売もしています） ⇒ https://osh-lab.com/524/
問１次の単位名称Ⓐ とそのSI 基本単位による表現Ⓑ との組合せのうち、誤っているものはどれか。
解答
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（２）
【解説】
この問題は過去7回の中で、私の中では一番難しいです。概論に書いてあるので覚えていただくしかないです。その単位の原理を理解していれば、その場で解けるのかもしれませんが・・・
（２）ジュールはm2kgs-2
問２分析値とそのばらつきに関する次の記述の㋑から㋥の【】に入る式又は語句の組合せとして、正しいものは下のうちどれか。
「n 回の分析で分析値x１ ,x２ ,x３ ,… ,xn を得た時、その平均値x は【㋑】で表される。分析値のばらつきの程度は、【㋺】（分散）で表され、分散の代わりに【㋩】で表される不偏分散を用いることもある。分析値は、平均値に分散又は不偏分散の【㋥】を± でつけて表す。」
解答
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（１）
【解説】
これは用語の計算手順を式で書いてあるだけなので、その場でも解ける問題です。
平均・・・数値の合計をその一連の数値の合計数で割ったもの
分散・・・偏差（それぞれの数値と平均値の差）を二乗し、そのデータ数で割る
不偏分散・・・偏差（それぞれの数値と平均値の差）を二乗し、その（データ数 -1）で割る
標準偏差（【㊁】のこと）・・・分散または不偏分散の平方根
問３有機化合物に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） フェノールの水溶液は、アルカリ性を示す。
（２） アニリンの水溶液は、アルカリ性を示す。
（３） プロピオン酸の水溶液は、酸性を示す。
（４） プロパンは、常温・常圧（25 ℃、１気圧）で気体である。
（５） 酢酸は、エタノールの酸化によって生じる。
解答
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（１）
【解説】
（１）フェノールは水溶液中でわずかに電離し,弱い酸性を示すっていう知識問題です。
（２）アニリンはアミノ基（-NH2）をもつため、弱塩基性物質である。
（３）カルボキシル基－COOHを持つので酸性
問４有機化合物に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ①官能基の種類 参照
（５）エーテル結合 ―Ｏ― を持つが、－ＯＨ基は持たない。
問５6.0 mol･L-１の水酸化ナトリウム溶液の密度は1.20 g･cm-３ である。この溶液の水酸化ナトリウムの質量パーセント濃度として、正しい値は次のうちどれか。
ただし、水酸化ナトリウムのモル質量を40.0 g･mol-１ とする。
（１） 16 ％
（２） 18 ％
（３） 20 ％
（４） 22 ％
（５） 24 ％
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ①密度とモル濃度の関係 参照
どこから手を付けていい問題か戸惑いますが、まずは１Lという単位で考え始めればいいと思います。
1L中に6.0molのNaOHがあることが判ります。
NaOHのモル質量を掛けて、1L中に6.0mol×40.0 g･mol-１＝240ｇのNaOHがあることが計算されます。
1Lの水溶液の重さは1,200gであることが書いてあります。（1L＝1,000cm-3より)
従ってこの溶液の（NaOHの）質量パーセント濃度は20％である。（240/1200=0.2より）
問６有機化合物A を50 mg 含む水溶液100 mL にヘキサン5.0 mL を加えて振り混ぜ、A をヘキサンに抽出したところ、その質量は40 mg であった。有機化合物A の水とヘキサン間の分配係数の値として、正しい値は次のうちどれか。ただし、分配係数は次式で表される。
（１） 16％
（２） 20％
（３） 40％
（４） 60％
（５） 80％
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ①分配係数の考え方 参照
抽出後の各濃度を計算する
水層
0.040gが有機層に行ったので、残りは0.010g 水の量は0.1Lなので 0.01/0.1＝0.1ｇ/L
有機層
0.040/0.005＝8ｇ/L
分配係数＝有機層の濃度/水層の濃度＝8/0.1＝80
問７作業環境測定における操作Ⓐと、それに用いる器具Ⓑとの次の組合せのうち、不適切なものはどれか。
解答
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（５）
【解説】
（５）ミストの捕集はミゼットインピンジャーなどを使用する。真空捕集瓶は有機溶剤蒸気のサンプルなどで使用される。デザインサンプリングの科目でよく出る問題。
問８拡散セルを用いた標準ガスの調製に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 標準ガスの濃度は、拡散セルの拡散チューブの寸法、温度、希釈空気の流量に依存する。
（２） 拡散セルに、複数の標準物質を入れて標準ガスの調製をすることはできない。
（３） 標準ガスの濃度の微調整は、拡散セルの温度を変えるよりも希釈空気の流量を変える方が短時間で行うことができる。
（４） 標準ガスの濃度は、拡散セルの温度が高いほど高くなる。
（５） 標準ガスの濃度は、拡散セルの拡散チューブの長さが長いほど高くなる。
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ①拡散セルとは？ 参照
上記まとめサイトに詳しく書いてあるので、そちらを参照ください。
（５） 標準ガスの濃度は、拡散セルの拡散チューブの長さに反比例する。
問９分析に用いる試薬に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 試薬特級の純度は、日本産業規格で規格化されている。
（２） 特定の分析を目的として不純物の種類・濃度の許容レベルを定めた特殊規格の試薬が存在する。
（３） 酸と塩基は、別々の棚に収容する。
（４） 有機溶剤の中には光で劣化するものがある。
（５） 一次標準物質は、滴定により純度を規定する必要がある。
解答
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（５）
【解説】
（５）一次標準物質とは，純度決定の基準になる物質なので、滴定により純度を規定する必要がないし、出来ない。
問１０検量法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 測定結果が検量線の濃度範囲を超えた場合は、試料溶液を希釈して再測定する。
（２） 測定値と濃度が本来比例関係にあるにもかかわらず検量線が直線とならない場合は、分析条件を再検討する必要がある。
（３） 標準添加法は、測定対象物質濃度がゼロの時に測定値がゼロとみなせる場合に使用可能である。
（４） 内標準法は、測定対象物質と内標準物質のそれぞれの測定値に誤差があるため、測定精度が下がる。
（５） 内標準物質には、測定対象物質と物理的、化学的によく似た物質を選択する。
解答
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（４）
【解説】
「概論」の検量線のページを読んでいただければと思います。
こちらのページもわかり易いと思います。
https://note.com/analyticalprac1/n/n1461563337ee
（１）測定結果が検量線の濃度範囲を外れた場合、検量線を引き直すか、高濃度側に外れた場合のみ試料溶液を希釈する方法がある。
（４）内標準法は濃度にも測定値にも相対値を用いているので、種々のばらつきが相殺され、分析値の再現性が高められるので、検量線法、標準添加法よりも正確な方法といえる。
問１１炭酸カルシウム（CaCO３）0.400 g を酸化カルシウムと二酸化炭素に完全に分解した。このときに生成した二酸化炭素の物質量として正しい値は、次のうちどれか。ただし、それぞれの原子の原子量は次のとおりとする。Ca : 40.0、C: 12.0、O: 16.0 。
（１） 0.400 mol
（２） 0.200 mol
（３） 0.040 mol
（４） 0.020 mol
（５） 0.004 mol
解答
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（５）
【解説】
この問題は中和滴定ではないが、中和滴定の問題と同じで反応式を書けるかどうかの問題である。ポイントは炭酸は（CO3）もカルシウム（Ca）も2価であることで、これを知っていれば解ける問題である。価数がすぐに頭に思い浮かばないという方は、「概論」の２章の反応式を何度も書いて覚えるしかないと思います。私も学生時代はそうやって覚えたのだったかな？自然と身に付いてきた知識かもしれませんが・・・。
①とりあえず登場する物質の化学式を書いてみる。
CaCO3 → CaO + CO2
②右辺と左辺でCaの数は合っているので、次はC、O、Hの数を合わせようとしたところ、既にすべて揃っている。
CaCO3 → CaO + CO2
すなわちCaCO3 → CaO + CO2 が反応式である。
CaCO3の分子式（Mw）は100なので、今回は0.004molあることになる。（0.400/100より）
CaCO3とCO2は等モルなので、CO2も0.004molである。
問１２容量分析に用いる試薬に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 容量分析の一次標準物質には、化学的に安定な固体試薬が用いられる。
（２） 炭酸ナトリウムは、水酸化ナトリウム溶液の標定に用いられる。
（３） フタル酸水素カリウムは、水酸化ナトリウム溶液の標定に用いられる。
（４） シュウ酸ナトリウムは、過マンガン酸カリウム溶液の標定に用いられる。
（５） 塩化ナトリウムは、硝酸銀溶液の標定に用いられる。
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ② 標定するのに用いる標準溶液 参照
（２）中和滴定に使用するには酸とアルカリの組み合わせになる必要がある。炭酸ナトリウムはアルカリなので、アルカリである水酸化ナトリウム溶液の標定には使えない。
（３）フタル酸水素カリウムは酸性なので、アルカリである水酸化ナトリウム溶液の標定に用いることができる。
（４）シュウ酸ナトリウムは還元剤なので、酸化剤である過マンガン酸カリウム溶液の標定に用いられる。
（５）塩化ナトリウムと硝酸銀は反応して塩化銀の白い沈殿を生じる。塩素の定量に用いられる。
問１３次の金属イオンを含む水溶液のうち、可視部に吸収があるものはどれか。
（１） 亜鉛イオン（Zn２+）
（２） カルシウムイオン（Ca２+）
（３） 銀イオン（Ag+）
（４） 銅イオン（Cu２+）
（５） バリウムイオン（Ba２+）
解答
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（４）
【解説】
この問題はやや難しいと思います。概論第二章の一番最後のページ（私は平成30年の第五版を見ています）からの出題だと思います。
金属イオン水溶液に色が付いていれば可視部に吸収があることになります。
多分銅イオンの青色だと想像は付くのですが、それ以外が無色なのか試験中であれば自信をもって選べないかもしれません。
類似問題がでたら、鉄のFe3+（淡紫色）、Fe2+（淡緑色）、Cu2+（青色）を覚えておいて選んでください。
問１４物質A の濃度が2.0 × 10-５ mol･L-１ の濃度の溶液を光路長1.0 cm の試料セルに入れ、波長550 nmにおける吸光度を測定したところ、0.240 であった。この溶液中の物質A の550 nmにおけるモル吸光係数として、正しい値は次のうちどれか。
（１） 3.0 × 10３ mol-１･L･cm-１
（２） 6.0 × 10３mol-１･L･cm-１
（３） 1.2 × 10４ mol-１･L･cm-１
（４） 2.4 × 10４ mol-１･L･cm-１
（５） 3.6 × 10４ mol-１･L･cm-１
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②ランベルト・ベールの法則 参照
確実に正解しておきたい問題ですね。
吸光度A ＝ εcℓ
ε：モル吸光係数 (L・mol-1・cm-1)
ｃ ：モル濃度（mol/L-1)
ℓ :光路長（ｃｍ）
0.240 = ε × （2.0 × 10-５ mol･L-１）× 1.0㎝
ε = 0.12 × 105 (L・mol-1・cm-1) ＝ 1.2 × 104 (L・mol-1・cm-1)
問１５原子吸光分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） グラファイト炉法及び還元気化法では、中空陰極ランプが光源に用いられる。
（２） グラファイト炉法では、炉に通電することで生じるジュール熱で原子化を行う。
（３） 重水素ランプはバックグラウンド吸収の補正に用いられる。
（４） ヒ素の還元気化法では、試料を水素化ホウ素ナトリウムと反応させることで原子状のヒ素を生成する。
（５） 水銀の還元気化法では、試料を塩化スズ(Ⅱ)と反応させることで原子状の水銀を生成する。
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②原子吸光分析法 参照
（４）ヒ素は水素化ホウ素ナトリウムで還元し、比較的安定な気体状の水素化物を発生させる。その後石英セル中で加熱によって原子化する。
（５）水銀Hgは常温において原子状態で存在できる。
問１６蛍光光度分析法に関する次の記述の㋑から㋩の【】に入る語句の組合せとして、正しいものは下のうちどれか。「励起光を吸収した分子は電子励起状態へ遷移する。電子励起状態にある分子がエネルギーの一部を熱として放出した後、電子基底状態へ戻る際に蛍光が生じる。そのため、励起光よりも蛍光の方がエネルギーが【㋑】。また、励起光よりも蛍光は波長が【㋺】。分光蛍光光度計では、光源として主に【㋩】を用い、ここから出た光を分光した後、試料に照射し、生じる蛍光を測定する。」
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②蛍光光度分析法 参照
励起光を吸収した分子は電子励起状態へ遷移する。電子励起状態にある分子がエネルギーの一部を熱として放出した後、電子基底状態へ戻る際に蛍光が生じる。そのため、励起光よりも蛍光の方がエネルギーが小さい。また、励起光よりも蛍光は波長が長い。分光蛍光光度計では、光源として主にキセノンランプを用い、ここから出た光を分光した後、試料に照射し、生じる蛍光を測定する。」
問１７有機溶剤を、無極性液相のキャピラリーカラムを用いたガスクロマトグラフ分析法で分析したところ、直鎖のアルカンを３種類検出した。これらがキャピラリーカラムから溶出する順序を、早い方から並べたものは次のうちどれか。
（１） オクタン ヘキサン ペンタン
（２） オクタン ペンタン ヘキサン
（３） ペンタン ヘキサン オクタン
（４） ペンタン オクタン ヘキサン
（５） ヘキサン ペンタン オクタン
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②ガスクロマトグラフ（GC） 参照
無極性液相を用いると、無極性物質は沸点の低い順に溶出する。
一般的に似た構造であれば分子量が小さいほうが沸点が低い。
アルカンの順番を覚えていれば解ける問題です。
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン
したがって（３）
問１８ガスクロマトグラフ分析法に用いられる検出器Ⓐ と分析対象物質Ⓑ との次の組合せのうち、不適切なものはどれか。
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②ガスクロマトグラフ（GC） 参照
（３）ECDはハロゲン化合物やニトロ化合物に適している。反面ベンゼンなどの炭化水素系化合物は適さない。
問１９作業環境測定におけるX 線回折分析法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） この分析法では、通常、Cu-KαX 線が用いられる。
（２） この分析法は、結晶物質の同定や定量に使われる。
（３） X 線の回折角度の測定には、ゴニオメーターを用いる。
（４） フィルターに捕集した試料から、目的物質を抽出した後、測定する。
（５） 結晶物質から回折するX 線の回折角から、その物質の格子面間隔を求めることができる。
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②Ｘ線解説分析法 参照
（４）作業環境測定の場合は、資料が微量なためガラス繊維フィルターやメンブランフィルターなどのろ過材に捕集したものをそのまま測定に使うことが多い。
問２０壊変形式Ⓐ と、壊変に伴って原子から放出される粒子、素粒子又は電磁波Ⓑとの次の組合せのうち、誤っているものはどれか。
解答
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（４）
【解説】
（４）核異性体転移 ⇒ 比較的寿命が長い励起状態の核がそのエネルギーをγ線として放出
