作業環境測定士 令和6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物理量又は物理定数Ⓐ とそのSI 単位記号Ⓑ 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】
パスカルを、SI基本単位や他のSI組立単位で表すと、以下のようになる。
（４）これは例年よりもやさしい問題ですね。圧力は「単位面積に対して垂直に働く力のこと」です。設問は「単位体積」になっているので誤り。
Pa ＝ N/m2 ＝ kg/（m・s2）
問２CuSO４･5H２O のモル質量を有効数字で表した場合、正しいものは下のうちどれか。
ただし、各元素の原子量は次のとおりとする。Cu：63.546 S ：32.059 O ：15.9994 H ： 1.0079
（１） 249 g･mol-１
（２） 249.7 g･mol-１
（３） 249.68 g･mol-１
（４） 249.679 g･mol-１
（５）５ 249.6786 g･mol-１
解答
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（４）
【解説】
これは有効数字の問題なので、実際に計算する問題ではないです。足し算、引き算は「全ての数値のうち最後の数の位が一番大きいものにそろうよう数値を丸める。」計算前に丸めてもいいし、計算した後に丸めてもよい。それにより結果が異なることがあるが、そもそも最後の桁には不確実な要素が入っているので、この差は一般には重要なものではない。
今回はCuとSの小数点以下3桁が一番大きい位なので、（４）が正解。
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） アセトンはイソプロピルアルコールの酸化で得られる。
（２） 安息香酸はトルエンの酸化で得られる。
（３） アセトアルデヒドはエタノールの酸化で得られる。
（４） ジメチルエーテルは酢酸の酸化で得られる。
（５） キノンはフェノールの酸化で得られる。
解答
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（４）
【解説】
業環境測定士 分析に関する概論 まとめ①酸化還元の考え方 参照
酸化還元を簡単にまとめると下記の表のようになる。今回は酸素と水素だけで解ける。
（１）水素を失っている
（２）酸素を受け取っている（水素を失っている）
（３）水素を失ている
（４）酢酸はC-C結合、ジメチルエーテルはC-O-C結合なの酸化しても還元してもそうはならない。ジメチルエーテルはメタノールの脱水縮合で作られる。
（５）酸素を受け取っている（水素を失っている）
概論にはフェノールを二クロム酸カリウムで酸化するとp-ベンゾキノンになると書いてある。（多分そんなに多くの割合でp-ベンゾキノンにならないと思うのですが・・・）
問４容積2.0 Lの密閉容器に炭素と、温度25 ℃で圧力1.0 気圧の酸素を封入してから燃焼させ、酸素をすべて二酸化炭素へ変換した。燃焼後の容器内の温度が25℃ になったときの二酸化炭素が示す圧力は次のうちどれか。なお、炭素の体積は無視できるものとする。
（１） 0.3 気圧
（２） 0.5 気圧
（３） 1.0 気圧
（４） 1.5 気圧
（５） 2.0 気圧
解答
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（３）
【解説】
過去にない問題ですが、気体の問題を考えるときは、理想気体の状態方程式 PV＝ｎRT が考え方の基本となる。
C（固体） ＋ O2 → CO2 の化学反応式が書ければもう解けたも同然です。
P ＝ nRT/V となる。今回はR,T,Vが一定なので、圧力はモル数に比例することが判る。（Vは密閉容器なので一定です）
今回は１モルの酸素が１モルの二酸化炭素になったので、モル数は一定である。すなわち圧力は1.0気圧から変わらない。
※もしすべてが一酸化炭素に変わった場合・・・
2C（固体） ＋ O2 → 2CO
1モルの酸素が２モルの一酸化炭素に変わるので、2.0気圧になる。
問５有機化合物A を50 mg 含む水溶液200 mL にヘキサン10 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45 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） 80
（２） 130
（３） 180
（４） 230
（５） 280
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分配係数の考え方 参照
分配係数はサービス問題ですね。過去の解説のコピペで数字だけ変えて解説しています。
抽出後の各濃度を計算する
水層
0.045gが有機層に行ったので、残りは0.005g 水の量は0.2Lなので 0.005/0.2＝0.025ｇ/L
有機層
0.045/0.010＝4.5ｇ/L
分配係数＝有機層の濃度/水層の濃度＝4.5/0.0025＝180
問６質量パーセント濃度が20.0 ％ の塩酸（密度1.10 g･cm-３）100 mL に、精製水（密度1.00 g･cm-３）100 mL を加え、希釈した。この塩酸の質量パーセント濃度として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
（１）10.0 ％
（２） 10.3 ％
（３） 10.5 ％
（４） 10.8 ％
（５） 11.0 ％
解答
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（３）
【解説】
令和4年2月の問6の数値違いです。
塩酸100mlの質量は密度を掛けて110gである。重量％が20％なので塩酸そのものの重量は0.2を掛けて22gである。そこに100gの水を加えるので、22/（110+100）が希釈後の重量％濃度になる。したがって10.5％が正しい。
問７分析に使用するガラス製体積計に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） ビュレットは最小目盛の1 / 10 までを読みとる。
（２）ホールピペットの容量に対する許容誤差の割合は、一般に、容量が小さいものの方が大きい。
（３） メスフラスコの容量の検定は、標線まで水を入れた後、排出した水の質量と温度を精密に測定して行われる。
（４） 一般的なマイクロシリンジでは、針の内容積は目盛りが示す体積に含まれない。
（５） マイクロシリンジは、体積計としての基準はなく、その精度はメーカーが独自に制定したものである。
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作業環境測定に使用する各器具について 参照
（３）普通に考えれば判ることだが、排出するとメスフラスコに残るので入っていた量を正確に測れない。液が入ったメスフラスコ全体の重さを計ると正確に測定できる。
手順
5.1 きれいで乾いた空の容器の重さを、栓とともに測る。
5.2 検定する測容器に標線まで脱イオン水を満たし、容器内の水の温度が平衡値に
達するまで待つ。この温度を記録する。
5.3 容器を密閉し、重さをもう一度測る。
重さを計った後の計算方法は複雑です。実際にやるときに正しいお点前を調べて行いましょう。
問８液体のメチルエチルケトンを捕集袋内の清浄空気中で完全に気化させ、10 ppmの標準ガス100 L を調製するとき、必要なメチルエチルケトンの質量に最も近いものは次のうちどれか。ただし、メチルエチルケトンのモル質量は72 g･mol -１ とする。また、調製した標準ガスの温度は25 ℃、圧力は１気圧とする。
（１） 0.3 mg
（２） 0.6 mg
（３） 1.5 mg
（４） 3.0 mg
（５） 6.0 mg
解答
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（４）
【解説】
理想気体の状態方程式 PV＝ｎRT が考え方の基本となる。
100L中の10ppmなので 10×10-6 × 100 ＝ 10×10-3 = 0.001(L) あればいいというとになる。
必要なメチルエチルケトンの質量をXgとすると、nは（X/72）と示され、気体の状態方程式に当てはめると以下のようになる。
1×0.001 =（X/72）×0.082×（273+25）
＝ 2.9（mg）
問９分析に用いる試薬及びその取扱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） 一次標準物質は、滴定により純度を規定する必要がある。
（４）空気中の二酸化炭素で純度が低下する試薬がある。
（５） 酸類と塩基類は、災害時の危険を避けるために別々の場所に保管する。
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標定するのに用いる標準物質 参照
令和5年8月問9とほとんど同じ問題ですね。
（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１０ICP 発光分析法について、その分析に関する項目Ⓐとそれに関連する事項又は記述Ⓑ 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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（２）
【解説】
作業環境測定士 分析に関する概論 まとめ②ICP発行分光分析 参照
（１）発光分光分析において最も重要なのが分光器である。分光器の役割は、発光部から放射された光の束を、回折現象を利用して線スペクトルに分け、特定のスペクトル線のみを選別して検出器に導くことにある。
（２）イオン化干渉は、Na,K,Rb,Cs などのイオン化しやすい元素が共存する場合に、イオン化平衡がずれて、発光強度が変化する現象である。特に軸方向測光では、プラズマ全域での発光スペクトルを得ることから、感度が向上する反面、イオン化干渉の影響が大きくなることが確認されている。
（３）ICP はイオン化効率の高いプラズマであり，多くの元素において一価イオンの発光線が強く観察される。例外として，アルカリ金属元素は中性原子の発光線が用いられるが，これは一価イオンの励起が難しいためである。
問１１硫酸銅五水和物（CuSO４･5H２O ）を水に溶解して、硫酸銅の濃度1.00 ×10 -４ mol･L-１ の水溶液を調製した。この水溶液1.00 mL に含まれる銅の質量
として正しい値は次のうちどれか。ただし、銅の原子量は63.5 とする。
（１） 6.35 × 10 -４ mg
（２） 6.35 × 10 -３ mg
（３） 6.35 × 10 -２ mg
（４） 6.35 × 10 -１ mg
（５） 6.35 mg
解答
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（２）
【解説】
令和４年2月の問11の物質違いの問題。数値も全く同じなので、分子量の所を変えるだけ。（解説もほぼコピペ）
最初の「硫酸銅五水和物（CuSO４･5H２O ）を水に溶解して」という言葉は意味が無いので考えない。
硫酸銅1.00 × 10-４ mol･L-１ の溶液1.00 mL 中に含まれる硫酸銅のモル数は1.00 × 10-４ mol･L-１ × 1.00×10-3L ＝1.00 × 10-7molである。
硫酸銅（CuSO４）中のコバルト（Cu）は同モル入っているため、1.00× 10-7 mol × 63.5g/mol = 63.5×10-7ｇ＝63.5×10-4mg＝6.35×10-3mg となり（２）が正解。
もし塩素の質量と言われたら塩化コバルト（CoCl2）中の塩素（Cl）は2倍モル含まれているので分子量×２をする必要がある。
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） 硝酸銀溶液の標定には、塩化ナトリウムが用いられる。
（３） 水酸化ナトリウム溶液の標定には、硝酸カリウムが用いられる。
（４） 塩酸溶液の標定には、炭酸ナトリウムが用いられる。
（５） 過マンガン酸カリウム溶液の標定には、シュウ酸ナトリウムが用いられる。
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標定するのに用いる標準物質 参照
過去に出題された問題からの出題なので、まとめにあるものをすべて覚えることが出来ていたら解けた問題です。10個の組み合わせなので覚えるのが簡単ではないですが・・・
覚えていない場合でもこれはサービス問題なので確実に正解したい。
（３）水酸化ナトリウム溶液の標定には、フタル酸水素カリウム溶液が用いられる。アルカリ性物質の評定に、中性の物質（硝酸カリウム）が使われることはない。硝酸カリウムは硝酸（強酸）と水酸化カリウム（強アルカリ）の塩なのでほぼ中性。
問１３吸光光度分析法における測定対象物質の光吸収に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 吸光度は、測定対象物質の濃度に比例する。
（２） 吸光度は、光路長に比例する。
（３） 吸光度は、通常、吸収極大波長で測定する。
（４） 吸収極大波長で、モル吸光係数は極大となる。
（５） 吸収極大波長は、溶媒の種類を変えても変化しない。
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吸光光度分析計 参照
過去問の組み合わせですね。
（１）ランベルト・ベールの法則そのものである
（２）ランベルト・ベールの法則そのものである
（４）モル吸光係数はモル当たりの吸光の度合いである。吸収極大波長でモル吸光係数が極大になるのは当然である。
（５）溶媒の種類により吸収の度合いが変わる。
問１４モル質量が60 g･mol-１ の物質A の溶液が100 mL ある。この溶液の一部を光路長2.0 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、0.480であった。この溶液中に含まれる物質A の質量として、正しい値は次のうちどれか。
ただし、この溶液中で、物質A の550 nmにおけるモル吸光係数は1.2 × 10 ４mol-１･L･cm-１である。
（１） 60 μg
（２） 120 μg
（３） 240 μg
（４）300 μg
（５） 360 μg
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ランベルト・ベールの法則 参照
いつも出る問題のパターンとは少し変えてきていますが、基本は同じです。下記の式に当てはめるだけです。
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）
0.480 ＝ 1.2 × 10 ４（mol-１･L･cm-１）× ｃ（mol/L) × 2.0（cm）
ｃ＝0.2×10-4(mol/L)
この濃度の溶液が100mlあるので、mol量は 0.2×10-4(mol/L) × 0.1（L） ＝ 0.2×10-5(mol)
したがって質量は 0.2×10-5(mol) × 60(g/mol) ＝ 12×10-5(g) = 120(μg)
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） 中空陰極ランプは、光源として用いられる。
（２） フレーム中における目的原子の原子蒸気は、ほとんどが基底状態にある。
（３） 吸光度は、光源光の強度に比例する。
（４） 吸光度は、光源光がフレームを通過する位置の影響を受ける。
（５） 定量は、検量線法により行う。
解答
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（３）
【解説】
問１６分光蛍光光度計に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 光源にはタングステンランプが用いられる。
（２） 励起光は、光源光を励起分光器で分光した光である。
（３） 石英製の試料セルが用いられる。
（４） 試料からの蛍光は、蛍光分光器で分光される。
（５） 検出器として光電子増倍管が用いられる。
解答
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（１）
【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
令和3年8月問16とほぼ同じ問題です
（１）光源にはキセノンランプが使用される
（２）（４）光源の光、蛍光どちらも分光器で分光してから分析や計測を行う
（３）ガラス製の方が安価だが、330 nm以下の光を吸収するので紫外励起には適さない。
問１７キャピラリーガスクロマトグラフ分析法に用いられるカラムに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 理論段相当高さが高いほど理論段数は大きくなる。
（２）カラム内径が小さいほど理論段数は大きくなる。
（３） カラムの液相の膜厚が小さいほど理論段数は大きくなる。
（４） 極性液相は極性官能基を有する化合物の溶出を遅くする。
（５）無極性液相では、無極性化合物は一般に沸点の低い順に溶出する。
解答
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（１）
【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
（１）理論段相当高さが高いほど理論段数は小さくなる。理論段相当高さは、理論段１段に相当するカラム長さをmm単位で表したもので、値が小さいほどカラム効率が良いことを示す。
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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（２）
【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
（２）炎光光度検出器（FPD）は硫黄化合物、リン化合物、有機スズ化合物以外は検出困難
問１９X 線回折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。
「X 線回折分析法では、X 線管から生じる【㋑】を利用する。【㋑】にはKα 線やKβ 線など波長の異なるX 線が混在しているため、金属薄膜を用いた除去フィルターやブラッグ反射角の差異を利用した【㋺】により選択したX 線を試料に照射する。試料から回折したX 線の回折角を【㋩】で測定し、ブラッグの法則を用いて試料の格子面間隔を求める。」
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②Ｘ線解説分析法 参照
X 線管からは、特性X 線と連続X 線が生じるが、この分析法では、特性Ｘ線が用いられる。モノクロメーターとゴニオメーターは装置の原理の話なので、概論やまとめのリンク先で各自調べてください。
問２０半減期12 年の放射性核種の放射能が1000 Bq であるとき、６年後の放射能として正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
（１）800 Bq
（２） 700 Bq
（３） 600 Bq
（４） 500 Bq
（５） 250 Bq
解答
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（２）
【解説】
A = A0(1/2)t/T
A：t時間後の放射能 A0：初期の放射能 t：経過時間 T：半減期
今回はA＝1000（1/2）6/12 と計算できる。計算機で0.5の平方根を取り、1000を掛ければ707Bqとなり、正解は（２）である。
関数電卓を持ち込めないので、簡単な問題しか出ない。0.5乗は√のことなのでここは覚えておきたい。
