作業環境測定士 令和3年8月 有機溶剤
管理人問１次の有機溶剤のうち、25 ℃ における蒸気圧が最も高いものはどれか。
１ メタノール
２ エチルエーテル
３ m-キシレン
４ 酢酸エチル
５ メチルエチルケトン
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ① 有機溶剤の物性 沸点（蒸気圧） 参照
飽和蒸気圧の問題は飽和蒸気圧を覚える必要は無いです。
飽和蒸気圧が低い→沸点が高い
飽和蒸気圧が高い→沸点が低い
と覚えておいてください。
理屈から覚えようとするならば、「蒸気圧＝大気圧になったところが沸点。それならば飽和蒸気圧が最初から高いほうが与えるエネルギーが低くて済む→沸点が低い」となります。
丸覚えするの大変だと思いますが、主要なところは覚えておいたほうがいいです。構造式が思い浮かぶ人は何となく判ります。
①エーテルは沸点低め
②その次はベンゼン環が付いていないもの
③ベンゼン環が付いていると沸点高め
④似たような構造だったら分子量が大きいほうが沸点高い
⑤ハロゲンが付くとそこから少し高くなる（クロロ＜ブロモ＜ヨード＜フルオロ 日本語で書くと塩化＜臭化＜ヨウ化＜フッ化）
⑥硫酸が付くと高いかも（これは特定化学物質用のコメントです）
この問題は簡単ですね。①エーテルは沸点低め が該当です。
下の表の通り、沸点低め→蒸気圧高めです。多少の入れ替わりがありますが、沸点も蒸気圧も測定するのが難しいので、その辺は気にしないでください。明らかに差がある物質しか出題されません。
問２次の有機溶剤のうち、20 ℃ における水への溶解度が最も大きいものはどれか。
１ 二硫化炭素
２ トルエン
３ イソブチルアルコール
４ N,N-ジメチルホルムアミド
５ クロロベンゼン
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ① 有機溶剤の物性 水への溶解度 参照
溶解度の問題は微妙な差の物質が出題されることは無い。今回も明らかな水溶性であるN,N-ジメチルホルムアミドが出題されている。
水溶性の高いアセトン、イソプロピルアルコール（IPA）、セロソルブ関係、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）、テトラヒドロフラン（THF）この５つを覚えておけば十分である。それ以外は作業環境測定の問題においては水には溶けない（若しくは溶けにくい）。
問３次の有機溶剤のうち、その分子中に酸素原子を２つ以上含むものはどれか。
１ クレゾール
２ アセトン
３ テトラヒドロフラン
４ シクロヘキサノール
５ 酢酸イソプロピル
解答
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（５）
【解説】
これはサービス問題でしょうか？酢酸と名前の付くものはカルボキシ基（-COOH）を持つ。カルボキシ基だけで酸素を２つ含んでいる。
問４有機溶剤の捕集に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 捕集袋により試料を採取する場合には、内容積0.1 ～ １ L のものを用いる。
２ 小型ガス吸収管による試料採取時の空気吸引流量は、50 ～ 100 mL･min-１とする。
３ 活性炭管に試料を採取する際に用いる電動ポンプは、活性炭管を接続して流量を調整する。
４ 流量計の校正には、基準流量計として、石けん膜流量計を用いることができる。
５ 真空捕集びんに試料を採取する際の空気吸引流量は一定ではない。
解答
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（１）
【解説】
（１）捕集袋は、５ L 以上のものを用いる
（５）真空捕集瓶に試料空気を採取する際の吸引空気流量は一定ではない。（最初の流量が大きく、徐々に流量が落ちていく）
問５有機溶剤の液体捕集法に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 試料空気の気泡を大きくすると、捕集率が低くなる。
２ 試料空気採取によって液量が減少した場合は、捕集液を追加して一定量に調整して分析する。
３ 捕集液内での気泡の滞留時間が長いほど、捕集率は高くなる。
４ 捕集液に溶解させて捕集する場合は、捕集液を冷却すると一般に捕集率を高めることができる。
５ ミゼットインピンジャーによる捕集では、主として慣性効果によって捕集される。
解答
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（５）
【解説】
（１）気泡が大きくなると、表面積が小さくなるので液体に接する機会が少なくなり、捕集率が低くなる。
（３） 捕集液内での気泡の滞留時間が長いほど、液体に接する機会が多くなり、捕集率は高くなる。
（４）一定の圧力のもとでは、固体の溶解度とは異なり、気体の溶解度は温度が高くなるほど小さくなる。これは、温度が高くなるにつれて、溶質分子の熱運動が激しくなり、溶質分子が溶液中から飛び出しやすくなることが原因である。
（５）設問は粒子の捕集についてである。有機溶剤のような固体は液体に吸収されることで捕集される。
問６固体捕集法-ガスクロマトグラフ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、不適当なものは下のうちどれか。
「環境空気中の㋑は㋺に捕集し、㋩で脱着して得た試料液を、ガスクロマトグラフに導入して定量する。」
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定協会発行の「デザイン・サンプリングの実務（上）」の固体捕集法による測定条件」という表を見てください。
ほぼすべての有機溶剤がシリカゲル管と活性炭管の両方が使える。（例外はN,N-ジメチルホルムアミドの捕集はシリカゲル管を使用できない）
一般的にはシリカゲルで捕集した場合は親水性溶媒（純水を含む）、活性炭で捕集した場合は純水以外の溶媒で脱着する。
（４）メタノールを活性炭で捕集した場合は、N,N-ジメチルホルムアミド（DMF）で脱着する。精製水では脱着できない。
問７トルエン、酢酸イソブチル、メチルエチルケトン及びキシレンを含有する混合溶剤を使用している単位作業場所内の併行測定点におけるトルエン用検知管の測定値は9.5 ppm であった。一方、ガスクロマトグラフで分析した測定値はトルエン3.0 ppm 、酢酸イソブチル3.0 ppm 、メチルエチルケトン2.0 ppm 及びキシレン2.5 ppm であった。換算値変換係数として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、トルエン、酢酸イソブチル、メチルエチルケトン及びキシレンの管理濃度は、それぞれ20 ppm 、150 ppm 、200 ppm 及び50 ppm である。
１ 0.020 ppm-１
２ 0.022 ppm-１
３ 0.024ppm-１
４ 0.026 ppm-１
５ 0.028 ppm-１
解答
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（３）
【解説】
問８固定相液体としてメチルシリコン系の無極性カラムを用いたガスクロマトグラフ分析法において、トルエンより保持時間の長い有機溶剤は、次のうちどれか。
１ n- ヘキサン
２ 酢酸エチル
３ エチレングリコールモノ- n -ブチルエーテル
４ メタノール
５ アセトン
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ カラム 参照
ポリエチレングリコール20 M を固定相液体としたカラムを用いるガスクロマトグラフ分析では、極性が強いほうが保持時間が長い。
とはいえ極性が強くても低沸点であれば保持時間が短くなる。
トルエン（沸点：111℃）よりも明らかに沸点が高いエチレングリコールモノ- n -ブチルエーテル（沸点：168℃）のほうがトルエンよりも保持時間が長くなる。有機則に出てくるセロソルブ系は沸点がトルエンより高いことを覚えておきたい。
問９ガスクロマトグラフ分析法のキャリアガスに関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ キャリアガスとして、窒素やヘリウムを使用することができる。
２ 溶出ピークの幅は、カラム内キャリアガスの渦流拡散の影響を受ける。
３ カラムの理論段数には、キャリアガスの種類は関係しない。
４ 内径３ mm 程度の充塡カラムでは、キャリアガス流量が20 ～ 30mL･min-１ が適切である。
５ 電子捕獲検出器（ECD）には、キャリアガスとして、アルゴンを使用することができる。
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ キャリアガス 参照
（３）カラムの理論段数は、キャリアガスの種類による影響を受ける。
【検出器にとって適当なキャリアガスの種類と必要な流量】（公）日本作業環境測定協会 作業環境測定士のための機器分析の実務より
問１０ガスクロマトグラフ分析法に用いる水素炎イオン化検出器（FID）に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
１ 水素炎中で燃焼し、イオン化する物質の測定に適している。
２ キャリアガスには、水素を用いることができない。
３ 二硫化炭素に対する感度は低い。
４ 脂肪族炭化水素の同族体でのイオン発生量は、化合物中の炭素数にほぼ比例する。
５ 応答直線範囲は、電子捕獲検出器（ECD）より広い。
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 検出器 参照
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ キャリアガス 参照
（２）キャリアガスに水素を用いることができる。
【検出器にとって適当なキャリアガスの種類と必要な流量】（公）日本作業環境測定協会 作業環境測定士のための機器分析の実務より
問１１ガスクロマトグラフ分析法に用いられるキャピラリ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 キャピラリカラムの内径は、0.1 ～ 0.75 mm 程度であり、カラムの材質としては溶融石英ガラスのものが多い。
２ 同一のカラムならば、キャリアガスの種類を変えても最適な線速度は同じである。
３ 充塡カラムに比べて試料負荷量が小さいので、導入量も少量にする必要がある。
４ 理論段数が大きいので、多成分を含む試料の分離分析に適している。
５ キャリアガス流量が小さいので、FID を取り付けた装置では、検出器部でメイクアップガスを追加する必要がある。
解答
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（２）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ キャリアガス 参照
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ カラム 参照
（２）同一のカラムでも、キャリアガスの種類を変えれば最適な線速度も変わる
【充填カラムとキャピラリーカラムの比較】
問１２ガスクロマトグラフ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 カラムの長さが２倍になると、分離度は約２倍になる。
２ 保持時間が同一の場合、理論段数が大きいほどピーク幅は狭くなる。
３ キャリアガス流量は、検出器の感度に影響を与えることがある。
４ カラムの理論段相当高さを最小にするキャリアガス流速が存在する。
５ 分離度が1.5より大きいとき、２つのピークはほぼ完全に分離する。
解答
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（１）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 理論段数 参照
（１）カラムの長さが２倍になると、分離度は約√２倍になる。
（２）理論段数の式から、理論段数が大きいという事はtRが大きいか、ｗが小さいという事である。今回はtRが同じなのでｗは小さくなる。
（４）ファンデルテームの式に移動相の平均線流速が入っているので、 カラムの理論段相当高さを最小にするキャリアガスがあるということである。
問１３同族体からなる複数成分の混合物を分析する際、ガスクロマトグラフのカラム温度設定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。
「カラム温度は分析対象物質の沸点を基にして決められるが、カラム温度が㋑ほど試料成分の保持時間が㋺なり、試料成分間の分離は㋩なる。」
解答
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（４）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 分離度 参照
カラム温度を高くすると、成分の分子運動が激しくなり、固定相中での保持時間は減少する効果が生ずる。この結果、保持時聞が短縮される。
全体的に保持時間が短くなるので、ピーク間は短くなり分離が悪くなるということになる。
実際には試料成分が完全に分離され、かつ分析時間ができるだけ短くなるようにカラム温度(恒温槽の温度)を設定することになる。
問１４ガスクロマトグラムで、ピークの保持時間が12.3分、ピーク幅が0.5分であった。このピークについて計算した理論段相当高さ（単位段数当たりのカラムの長さ）は0.3 mm であった。使用したカラムの長さとして、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
１ １ m
２ ２ m
３ ３ m
４ ４ m
５ ５ m
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 理論段数 参照
理論段数N＝（4×12.3/0.5）2 ＝9,862
ℓ= H×N に代入 ℓ＝0.3×10-3×9,862＝2.9
問１５吸光光度分析法で用いる分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 紫外領域の光源には、ハロゲンタングステンランプが用いられる。
２ 一般にモノクロメータは、光源と試料セルの間に配置する。
３ ダブルビーム型分光光度計では、得られるスペクトルは溶媒による吸収の影響が除去されている。
４ 光電子増倍管は、紫外・可視領域の検出器として用いられる。
５ ガラス製の試料セルは、可視領域の測定に用いられる。
解答
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（１）
【解説】
（１）紫外領域の測定には、光源として重水素放電管（重水素ランプ）を用いる
問１６吸光光度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 測定可能な波長範囲は、通常200 ～ 1000 nm である。
２ 石英セルは、紫外領域の測定に用いられる。
３ プラスチック製セルは、可視領域の測定に用いられる。
４ 使用する溶媒は、試料成分の溶解性の高いものを用いる。
５ 入射光の強さをI 0 、透過光の強さをI とすると、吸光度E は、E =log1 0 (I/ I0 )で表される。
解答
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（５）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ③ ランベルト・ベールの法則 参照
（５）入射光の強さをI 0 、透過光の強さをI とすると、吸光度E は、E =ーlog1 0 (I/ I0 )＝log1 0 (I0/ I )で表される。
問１７二硫化炭素の吸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又は数字の組合せとして、正しいものは下のうちどれか。
「環境空気中の二硫化炭素は、㋑に捕集し、捕集液が㋺を呈したら、試料空気の吸引をやめ、㋩nm 付近の波長で吸光度を測定する。」
解答
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（１）
【解説】
これは日本作業環境測定協会の 作業環境測定ガイドブック5 有機溶剤（特別有機溶剤を含む）物質別各論に書いてあります。
覚えるのは大変なので、捨て問題でもいいのかな？と思います。20問中12問取ればいい問題ですので、割り切りも大事です。
（２）アセトンの液体捕集法に近い 精製水で捕集し、水酸化カリウムおよびサリチルアルデヒドを加えて加熱し、赤色になった液を500nm付近で分析
（３）（５）ヒドロキシサム酸法に近いことが書いてあり、酢酸エチルなどの分析に用いられる 紫色に発色し、測定波長は510nm
（４）メタノールの液体捕集法に近い クロモトロープ酸法のことである
問１８作業者が酢酸エチルを含む塗料容器を持って移動しながら補修塗装を行っていたため、作業者に受動型試料採取機器（パッシブサンプラー）を装着して、15分間のD 測定を行った。捕集された酢酸エチルを溶媒2 mL で脱着し、ガスクロマトグラフで分析したところ、酢酸エチル95.0 μg･mL-１の結果が得られた。D 測定値として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、サンプリング速度：40.0 mL･min-１ 、酢酸エチルのモル質量：88.1g･mol-１、脱着率：１とする。また、25 ℃、１気圧下とする。
１ 22 ppm
２ 44 ppm
３ 66 ppm
４ 88 ppm
５ 132 ppm
解答
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（４）
【解説】
問１９有機溶剤A の空気中濃度を吸光光度分析法で測定した。小型ガス吸収管に捕集液4.0 mL を入れ、100 mL･min-１ の流量で試料空気を10分間吸引した。この捕集液のうちの1.0 mL をとり、発色試薬5.0 mL を加えて測定し、吸光度0.32 を得た。一方、A の濃度が10 μg･mL-１ の標準液1.0 mL に発色試薬5.0 mL を加え、測定したところ吸光度0.12 を得た。A の空気中濃度として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、捕集前後で捕集液量は変化しないものとし、かつ、捕集率は100 ％とする。A のモル質量を106 g･mol-１ 、また、25 ℃ 、１気圧下とする。
１ 12 ppm
２ 25 ppm
３ 50 ppm
４ 100 ppm
５ 200 ppm
解答
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↓
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（２）
【解説】
この問題はどちらも1.0mL採取して発色液を5.0mL加えている。比例計算をするのでその操作については無視してもよい。
捕集液の濃度を計算する。 0.32：0.12＝x：10（μg/mL) x=27（μg/mL)
この捕集液は4.0mLなので、捕集された有機溶剤Aは 27（μg/mL) ×4（mL) ＝108μg
吸引した空気の量は 100(mL/min) × 10(min) ＝1L
従って空気中の濃度は 108μg/Lとなる。これをmg/m3に直すと108㎎/m3となる。
ppmに直す必要があるので、公式に当てはめて変換する。
（108㎎/ｍ3 / 106） ×24.4 ＝ 24.9ppm
下記の問題が近いです。
問２０有機溶剤の標準液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 標準液に使用する溶質、溶媒は蒸気圧が高い場合が多いので、できる限り短時間で調製する。
２ 計量精度は、ガラス体積計の種類によって異なる。
３ 容量で調製する場合、標準液の濃度の正確さは、温度の影響を受けない。
４ 標準液の保存可能期間は、溶質と溶媒の組合せによって異なる。
５ 標準系列液の中には、対象物質の濃度がゼロのものを含める。
解答
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（３）
【解説】
作業環境測定士 有機溶剤 まとめ② ガスクロマトグラフ 標準液・検量線 参照
（３）重量で調整する場合は影響を受けないが、容量だと温度により膨張したり収縮したりするので影響を受ける
