危険物乙四 基礎的な物理学及び基礎的な化学 問97：密度・比重

正しいのはウ（約1.6）です。蒸気比重は 分子量 ÷ 空気の平均分子量（29） で計算します。

エタノール（C2H5OH）の分子量：

• C×2 = 12×2 = 24
• H×6 = 1×6 = 6
• O = 16
• 合計 = 24+6+16 = 46

蒸気比重 = 46 ÷ 29 ≒ 1.59 ≈ 1.6

蒸気比重 > 1（空気より重い）→ 蒸気は低所・床面に滞留する。

• ア（0.63）: 29÷46≒0.63（分母分子を逆にした誤り）。
• イ（1.0）: 空気と同じ比重（分子量=29の物質に相当）。誤り。
• ウ（正・1.6）: 46÷29≒1.59。正しい。
• エ（2.6）: 二硫化炭素（76÷29≒2.6）の値に近い。誤り。
• オ（4.5）: 灯油（分子量約130÷29≒4.5）相当。誤り。

蒸気比重の計算（確立した物理学）:

蒸気比重（vapor density relative to air）= 蒸気の分子量 / 空気の平均分子量（≒ 29）

エタノール（C2H5OH）の分子量計算：

• C: 12×2 = 24
• H: 1×6 = 6（CH3CH2OH の H は5+1=6個）
• O: 16×1 = 16
• 合計: 24+6+16 = 46

蒸気比重 = 46 ÷ 29 ≒ 1.59（約1.6）

これは§1-2物性表の確定値と一致します。

各選択肢の分析：

• ア（0.63）: 29÷46の逆算値（分子と分母を誤って入れ替えた計算ミス）。
• イ（1.0）: 分子量=29の物質（例: CO，C2H5... 分子量29のものは少ない）。エタノールには当てはまらない。
• ウ（正・1.59≈1.6）: 46÷29≒1.59。
• エ（2.6）: 二硫化炭素（CS2，分子量76，蒸気比重≒2.6）の値。エタノールではない。
• オ（4.5）: 分子量≒130相当（例: 灯油の蒸気比重4.5前後）。エタノールではない。

第4類の蒸気比重比較（§1-2）:

| 物質 | 分子量 | 蒸気比重 |

|---|---|---|

| メタノール（CH3OH） | 32 | 32/29≒1.10 |

| エタノール（C2H5OH） | 46 | 46/29≒1.59 |

| ジエチルエーテル | 74 | 74/29≒2.55 |

| 二硫化炭素（CS2） | 76 | 76/29≒2.62 |

すべての値が > 1（空気より重い）→低所滞留→引火危険。

【理論的背景：蒸気比重の物理的意味】

蒸気比重（相対蒸気密度）は「物質の蒸気の密度が空気の密度の何倍か」を表します。

蒸気比重 = ρ_vapor / ρ_air = M_vapor / M_air（理想気体近似）

ここで M_air（空気の平均分子量）= N2（28）×0.78 + O2（32）×0.21 + Ar（40）×0.01 ≒ 28.97 ≒ 29 と計算できます。

気体の密度は同温同圧で分子量に比例するため、蒸気比重 = 分子量/29 が成立します。

【エタノール蒸気の挙動と危険性】

エタノール蒸気比重 ≒ 1.59 は「空気の約1.6倍重い」ことを意味します。このため：

• 蒸気は床面・低所（ピット・排水溝等）に滞留する
• 上部の換気口だけでは蒸気が十分に排出されないことがある
• 低所から引火源（電気スイッチ・静電気・喫煙等）へ流れ着く危険

実際の危険物施設では「床面から30cm以内に電気機器を設置しない」「換気口は低所にも設ける」等の対策が取られます。

【分子量計算の確認：エタノール（C2H5OH）】

C2H5OH の構造: エチル基（C2H5-）にヒドロキシ基（-OH）が結合。

原子数の確認:

• C: 2個（分子量: 12×2=24）
• H: 5+1=6個（エチル基の5H + OHの1H、分子量: 1×6=6）
• O: 1個（分子量: 16×1=16）

合計: 24+6+16 = 46（検算: §1-2物性表と一致）

蒸気比重: 46÷29 = 1.586…≒1.59（§1-2確定値）

【各選択肢の発展補足】

• ア（0.63）: 逆算値（29/46）。分子量を分母に置いた計算ミス。蒸気比重 < 1 の物質（空気より軽い）は水素・ヘリウム・アンモニア等で、第4類には存在しない。
• イ（1.0）: 蒸気比重1.0は分子量≒29の物質（例: エタン C2H6 の分子量30≒1.03）。エタノールには当てはまらない。
• ウ（正・1.6）: 46÷29≒1.59。§1-2確定値と一致。
• エ（2.6）: 二硫化炭素（CS2 = C(12)+S(32)×2=76、76/29≒2.62）の値。蒸気が重く低所に強く滞留する。
• オ（4.5）: 灯油の蒸気比重≒4.5前後（混合物のため概数）。分子量に換算すると≒130程度の炭化水素に相当。

【試験での位置づけ】

乙四試験では蒸気比重の計算（分子量÷29）が頻出です。エタノール（46÷29≒1.6）はメタノール（32÷29≒1.1）と並んで計算問題として出題されます。また「蒸気比重>1→空気より重い→低所滞留」は性質科目とも接続する重要な論点です。

【根拠】確立した物理学（蒸気比重=分子量/29）・§1-2物性表（エタノール蒸気比重1.59確定）。

【補足】C2H5OH 分子量=46。蒸気比重=46/29≒1.59（約1.6）。蒸気は空気より重く低所滞留。

<!-- 監修確定 2026-06-05（legal-reviser）: エタノール C2H5OH（C2H6O）分子量=24+6+16=46。蒸気比重=46/29≒1.59（約1.6）で§1-2確定値と一致。正答ウで一意。誤答ア0.63(逆算)/イ1.0/エ2.6(CS2)/オ4.5(灯油)はいずれも46/29と重複せず二重正答なし。比較表（メタノール32/29≒1.10・ジエチルエーテル74/29≒2.55・CS2 76/29≒2.62）も全て正確。確定。 -->