作業環境測定士 令和5年2月 分析に関する概論
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「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。
問１ 物理量又は物理定数Ⓐとその単位記号Ⓑとの次の組合せのうち、誤っているものはどれか。
Ⓐ ⇒ Ⓑ
（１）圧力 ⇒ N･m-2
（２） 粒子数濃度 ⇒ mg･cm-3
（３） 気体定数 ⇒ J･K-1･mol-1
（４） アボガドロ定数 ⇒ mol-1
（５） 電流 ⇒ A
解答
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（２）
【解説】
（２）単位の問題である。粒子数濃度と言っているので、質量の単位であるgが出てくる時点で間違っている。
粒子数濃度（記号N）単位体積の空気に含まれる粒子数。作業環境測定では、空気1cm3に含まれる粒子数で表す。アスベスト粒子についてのみ用いられる。（「概論」1章より）
問２ n 回の測定により、測定値x1,x2,x3,… ,xn が得られたとき、この測定値の標準偏差を求める式は次のうちどれか。
解答
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（４）
【解説】
標準偏差の求め方を文章で書くと、「標準偏差は各データの値と平均の差の2乗の合計を、データの総数 n で割った値の正の平方根」である。
従って答えは（４）。もっと詳しく知りたい方は下記のURLが参考になると思います。
https://math-travel.com/standard-deviation/
問３ 25 ℃ における物質の溶解に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 塩化ナトリウムの水に対する溶解度は、エタノールに対する溶解度よりも大きい。
（２） 酢酸ナトリウムの水に対する溶解度は、四塩化炭素に対する溶解度よりも大きい。
（３） トルエンの水に対する溶解度は、クロロホルムに対する溶解度よりも大きい。
（４） グルコースの水に対する溶解度は、四塩化炭素に対する溶解度よりも大きい。
（５） グリシンの水に対する溶解度は、四塩化炭素に対する溶解度よりも大きい。
解答
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（３）
【解説】
「概論」の1章「固体の液体に対する溶解」に書いてあるとおり、溶解性にはなんとなくの目安があるので、それに基づいて想像するしかないです。
電解質について
・水に溶けやすい・・・アルカリ金属塩、金属の硝酸塩
・水に溶けにくい・・・Mg(OH)２、CaCO3、BaSO4、銀のハロゲン化物（フッ素を除く）、遷移金属の硫化物
・有機溶剤に溶けにくい・・・電解質はアルコール、クロロホルム、ベンゼン等の有機溶剤にはほとんど溶けない
有機物について
普通の有機液体にとけるが水には溶けにくい（例外：アミノ酸、糖）
（１）塩化ナトリウムはアルカリ金属塩なので水に溶けやすい
（２） 酢酸ナトリウムはアルカリ金属塩なので水に溶けやすい
（３）トルエンは有機物物なので、水には溶けにくい
（４）グルコースは糖なので水に溶けやすい
（５）グリシンはアミノ酸なので水に溶けやすい
問4 圧力が1.0 気圧、絶対温度が300 K、体積が3.0 L の理想気体を、2.0 気圧、360 K にしたときのこの気体の体積は、次のうちどれか。
（１） 1.0 L
（２） 1.2 L
（３） 1.4 L
（４） 1.6 L
（５） 1.8 L
解答
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（５）
【解説】
理想気体と言う問題が出題されたら気体の状態方程式で解ける。
PV = nRT で今回はモル数（n)と気体定数（R）が一定なので、nR（一定） = PV/Tと言う式を用いる。
PV/T = P’V’/T’ に代入して 1×3/300 =2×V’/360 V’=1.8(L)
問５ 濃度12 mol･L-1 の濃塩酸を水で希釈してpH が1.00 となる溶液250 mL をつくるのに必要な濃塩酸の体積として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。
（１） 0.6 mL
（２） 1.1 mL
（３） 1.6 mL
（４） 2.1 mL
（５） 2.6 mL
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①pHの計算問題 参照
まとめにも示した通り、pHはpH=-log[H+]で示される。今回はpHが1なので、1×10-1mol/Lの濃塩酸が必要と言うことである。
250ml中に水素イオン濃度がどれだけ含まれているか計算 1×10-1mol/L × 0.25L ＝ 0.025mol
濃度12 mol･L-1 の濃塩酸から0.025molを確保するのに必要な容量は 12 mol/L × X（L）=0.0025(mol) X=0.00208(L)≒2.1ml
問６ 有機化合物Ａを0.060 g 含む水溶液50 mL からヘキサン5.0 mL にＡを抽出した。水溶液中に残ったＡの質量として、正しい値は次のうちどれか。ただし、水とヘキサン間のＡの分配係数（K）は次の式で表される。
（１） 0.010 g
（２） 0.020 g
（３） 0.030 g
（４）0.040 g
（５） 0.050 g
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①分配係数の考え方 参照
分配係数の問題は簡単なので確実に解きたい。
ヘキサンに抽出された量をX（ｇ）とする。
K＝(x/5)/{0.060-x)/50=50
x/5=0.060-x
6x=0.300
ｘ＝0.050
ヘキサンに抽出されたのは0.050g。設問は水溶液中に残った重量を聞いているので、0.010ｇが正答。
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） 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、容量の小さなものの方が大きい。
（２） 同じ容量のホールピペットとメスピペットでは、一般に、メスピペットの方が許容誤差は大きい。
（３） メスフラスコで水溶液を定容するときは、標線の下端とメニスカスの下端を合わせる。
（４） ビュレットは、最小目盛の１/10までを読み取る。
（５） 日本では、ガラス製体積計に表記されている体積は、液温20 ℃ の液体の体積である。
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
（１）容量が少ないほうが体積に対するガラスの表面積が大きい。そのため壁面に付着する量を考えると誤差が大きくなりがちである。
（３）標線の上端とメニスカスの下端を合わせる。
問８ 液体のメチルエチルケトン3.0 mg を捕集袋内の清浄空気中で完全に気化させて、メチルエチルケトンの標準ガス100 L を調製した。その濃度として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。ただし、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） 2 ppm
（２） 5 ppm
（３） 10 ppm
（４） 15 ppm
（５） 20 ppm
解答
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（３）
【解説】
理想気体の状態方程式 PV＝ｎRT が考え方の基本となる。
まずはメチルエチルケトンの体積を計算する。
1×V =（3.0×10-3/72）×0.082×（273+25）
V＝ 1.018×10-3 （L）
この体積のメチルエチルケトンが100L中の空気の中に存在するので、 1.018×10-3 / 100＝ 10×10-6 ＝ 10ppm
問９ 精製水の製造に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１） 金属製やガラス製の蒸留水製造装置からは、イオンの溶出がある。
（２） メンブランフィルターは、水中の粒子の除去に用いる。
（３） イオン交換水の純度は、電気伝導度で評価できる。
（４） 逆浸透法では、原料水中の不純物のイオンを除去できる。
（５） 逆浸透法における加圧の上限は原料水の浸透圧と一致する。
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作業環境測定に使用する各器具について 参照
（５）・逆浸透法は、原料水に浸透圧以上の圧力（数気圧）を加えることにより、純粋な水のみが半透膜を通過して移動する。
問１０ ICP-AES に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。
（１）高周波電流によりアルゴンガスをプラズマ化する。
（２）ネブライザーで霧状にした試料溶液の一部がプラズマに導入される。
（３） 試料溶液の粘性が測定結果に影響を与える場合がある。
（４） 原子の発光又はイオンの発光を測定する。
（５） 窒素パージ型分光器は、可視領域の発光を感度よく測定するために用いる。
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②ICP発行分光分析 参照
（５）紫外領域 （190 nm 以下） には、硫黄 （180 nm 付近） 、リン （180 nm 付近） 、アルミニウム （170 nm 付近） などのスペクトル線がある。しかし、この領域の波長は大気中の酸素による光吸収の影響を顕著に受ける。そのため装置により真空ポンプを用いて分光器内から酸素を含む大気成分を除く方法や乾燥した窒素やアルゴンなどの不活性ガスで分光器内をパージする方法が用いられている。したがって可視領域と言う記載が誤り。
問１１ 塩化銀の溶解度積に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。ただし、塩化銀の溶解度積K は、次式で表される。
K ＝[Ag+][Cl–] K：1×10-10 mol2･L-2（25 ℃）
（１） 溶解度積K は、AgCl ⇔ Ag+ ＋ Cl–で示される塩化銀の溶解平衡の平衡定数である。（注意：⇔は平衡の矢印と同じ意味です。HPの表記上の問題で⇔を使用しています。）
（２） 溶解度積K は、水溶液中の塩化物イオンのモル濃度によって変化する。
（３） 水溶液中の銀イオンと塩化物イオンのモル濃度の積は、溶解度積K より大きくならない。
（４） 溶解度積K は、温度によって変化する。
（５） 溶解度積K の値から、塩化銀は水に対して難溶性の塩であるといえる。
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①溶解度積について 参照
（２）溶解度積は温度が変化しなければ常に一定の値をとる。
（５）値がどれだけ小さいと難溶性と言って良いか、調べましたが判りませんでした。でも１L中に-10乗オーダーでしか溶けないものは難溶性と言っていいと思います。
問１２ 次の塩0.1 mol を水1 L に溶かしたとき、その水溶液のpH が最も高くなるものはどれか。
（１） 塩化ナトリウム
（２） 硫酸水素ナトリウム
（３） 硝酸ナトリウム
（４） 酢酸ナトリウム
（５） 過塩素酸ナトリウム
解答
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（４）
【解説】
それぞれのpHを覚えていればいいですが、なかなか覚えていられないのでその場で考えればいいと思います。私なりの答えの導き方を書きます。多分皆さん同じだと思うんですが・・・
●●ナトリウムという問題がでたら、●●酸と水酸化ナトリウムが反応した塩だと考えます。
そうするとｐHの順列くらいは予想できます。
（１）塩酸と水酸化ナトリウム（強酸と強アルカリ） 中性に近いと予想
（２）硫酸と水酸化ナトリウム（強酸と強アルカリ） 等モル混合すると出来る物質NaHSO4。⇒酸性
※硫酸と水酸化ナトリウムを1：2で混合すると硫酸ナトリウムNa2SO4が生成して中性に近い物質ができる。
（３）硝酸と水酸化ナトリウム（強酸と強アルカリ） 中性に近いと予想
（４）酢酸と水酸化ナトリウム（弱酸と強アルカリ） アルカリ側だと予想
（５）これだけ塩素のオキソ酸なので塩ではない。酸性であるという予備知識は必要かもしれません。
以上よりpHが大きい（＝アルカリ性が強い）のは（４）酢酸ナトリウムである。
問１３ 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） 可視部の測定には、光源として重水素放電管を用いる。
（２）石英セルは、可視部の測定にも用いることができる。
（３） 検出器には、一般に、光電子増倍管が用いられる。
（４） 通常、測定対象物質の吸収極大波長で吸光度を測定する。
（５） モル吸光係数の単位は、mol-1･L･cm-1で表される。
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吸光光度分析計 参照
（１）可視領域の測定には、光源としてタングステンランプを用いる。
問１４ 測定対象物質の水溶液に、ある波長の光を当てたところ、入射光の強さ（I0）に対する透過光の強さ（I）の比（ I / I0 ）が0.2 であった。このときの測定対象物質の吸光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、log10 2 = 0.301 とする。
（１） 0.1
（２） 0.3
（３） 0.5
（４） 0.7
（５） 0.9
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ランベルト・ベールの法則 参照
吸光度A ＝ -log(I/I0) より
A= -log(0.2) = -（log2-log10) = 0.7
もしlog5=0.7を覚えている人は、（ I / I0 ）= (2/10) ⇒ （I0/I）= 5 と変換し、吸光度A＝log(I0/I) = log5 という回答もできる。
問１５ フレームを用いた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） フレームは、空気とアセチレンなどの混合気体の燃焼でつくられる。
（２） 試料溶液は、噴霧されてフレームに導入される。
（３） 中空陰極ランプの陰極は、測定対象金属あるいはその合金でつくられている。
（４） 光の吸収は、励起状態の原子が基底状態に遷移するときに生じる。
（５） 金属の定量は、検量線法や標準添加法で行う。
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）励起状態というのはエネルギーの高い状態である。その状態では光（エネルギー）の吸収は起きにくい。基底状態というエネルギーの低い状態の時に光（エネルギー）を吸収しやすい。
問１６ 蛍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） 光源にはキセノンランプが用いられる。
（２）光源光は、励起分光器で分光され励起光となる。
（３） 試料からの蛍光は、蛍光分光器で分光される。
（４） 光電子増倍管は、検出器として使用される。
（５） 蛍光の波長は、励起光の波長よりも短い。
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蛍光光度分析法 参照
（５）蛍光の波長は、励起光の波長より長い。
問１７ 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） 試料気化室の温度は、通常、カラム温度より少し高い温度に設定される。
（２） ピークの分離度は、カラム温度が高いほど小さくなる。
（３） 沸点の近い物質も分離分析することができる。
（４） カラム温度を上げると、カラムの通気抵抗は小さくなる。
（５） カラム温度が高いほど、保持時間は短くなる。
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ガスクロマトグラフ（GC） 参照
（２）（５）一般的にカラムの温度をあげると気相と固定相との間の分配係数の比が小さくなるため、保持時間が短くなって速く溶出する。つまりピークの分離度も小さくなる。（ピーク間の距離が小さくなる）
（４）これが誤りであることの説明ができません。ただいま勉強中です。どなたか答えを知っていたら教えてください。
問１８ 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） キャリアーガスの流速が同じなら、理論段数はガスの種類によらない。
（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） 液相の極性が大きいほど、極性物質の保持時間が長くなる。
（５） 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。
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）キャリアガスによって分離が異なる
（２）（３）まとめサイトを参照願います
（４）「似た者同士は溶けやすい」のでカラムに保持する時間が長くなる
（５）無極性固定相は類似した構造の化合物を沸点順で分離する。
問１９ X 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 線回折分析法は、ブラッグの法則を用いて㋑を求めることにより、鉱物の同定・定量などの手段として使われている。そのためX 線回折装置には、X 線を発生させるX 線管球、発生したX 線のうち㋺のみを測定試料に照射するための除去フィルターやモノクロメーター、試料から回折したX 線の回折角を測定するための㋩が備わっている。」
㋑ / ㋺ / ㋩
（１） 粒子数濃度 / 連続X 線 / コリメーター
（２） 粒子数濃度 / 連続X 線 / ゴニオメーター
（３）格子面間隔 / 連続X 線 / ゴニオメーター
（４） 格子面間隔 / 特性X 線 / コリメーター
（５） 格子面間 / 隔特性X 線 / ゴニオメーター
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②Ｘ線解説分析法 参照
測定原理そのものである。
問２０ 半減期8.0日の放射性核種の放射能が500 Bq であるとき、4.0日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） 450 Bq
（２） 400 Bq
（３） 350 Bq
（４） 250 Bq
（５） 125 Bq
解答
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（３）
【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＝500（1/2）4/8 と計算できる。計算機で0.5の平方根を取り、500を掛ければ354Bqとなり、正解は（３）である。
