危険物乙四 基礎的な物理学及び基礎的な化学 問88｜有機化合物の特徴・炭素骨格と可燃性

誤っているのはエです。有機化合物は一般に電気の不良導体（電気を通しにくい）であり、静電気が帯電しやすいのが特徴です。「良導体で静電気が帯電しない」は逆の記述です。

• ア（正）: 有機化合物＝炭素骨格を持つ・可燃性が多い。
• イ（正）: 有機化合物＝電気不良導体→静電気帯電しやすい。正しい（イとエは同じ内容で、エが否定形で誤り）。
• ウ（正）: 水・酸化鉄・CO2は無機化合物の典型例。
• エ（誤）: 有機化合物は一般に電気の不良導体。良導体ではない。
• オ（正）: ガソリン・灯油・アルコール類はいずれも有機化合物（炭化水素・アルコール）。

「有機化合物 = 炭素骨格 + 可燃性が多い + 電気不良導体（静電気帯電）」が三点セットです。

有機化合物の特徴（確立した化学）:

有機化合物（organic compounds）の主な特徴：

• 炭素（C）を骨格とする（CO2・CO・炭酸塩などの例外を除く）
• 水素（H）を含むものが多く（炭化水素）、可燃性のものが多い
• 電気の不良導体（非電解質が多い）→静電気が帯電しやすい
• 水に溶けにくいものが多い（水溶性の例外: アルコール・酢酸等）
• 分子間力がイオン結合の無機物より弱い場合が多い→融点・沸点が低いものが多い

無機化合物の例：水（H2O）、食塩（NaCl）、酸化鉄（Fe2O3）、二酸化炭素（CO2）、硫酸（H2SO4）

各選択肢：

• ア（正）: 有機化合物は炭素骨格を持ち、一般に可燃性（炭素・水素が酸化して CO2・H2O を生じる）。
• イ（正）: 有機化合物は電気不良導体→静電気が帯電しやすい。第4類危険物の静電気発火リスクの根拠。
• ウ（正）: H2O・Fe2O3・CO2はいずれも炭素骨格を持たない無機化合物。
• エ（誤）: 有機化合物は一般に電気不良導体。「良導体で静電気が帯電しない」は逆。電気良導体（金属等）は電荷がすぐに逃げるため静電気が帯電しにくい（アースで放電）。
• オ（正）: ガソリン（炭化水素混合物）・灯油（炭化水素）・アルコール類（メタノール・エタノール）はすべて有機化合物。正しい。

第4類危険物と電気不良導体の接続: 有機溶剤（有機化合物）は電気不良導体であるため、輸送・充填時の摩擦・流動で静電気が蓄積し、放電火花が点火源になる。接地（アース）・流速制限が防止策。

【理論的背景：有機化合物の電気的性質と静電気の危険】

有機化合物が電気不良導体である理由は、その化学結合の性質にあります。多くの有機化合物は共有結合で構成され、自由電子（伝導電子）やイオンが少ない（または存在しない）ため電流が流れにくいのです（電気伝導率が低い）。一方、金属（電子が自由に移動）や電解質溶液（イオンが移動）は電気良導体です。

電気伝導率の比較（概数・参考）：

• 銅（金属）: 約6×10⁷ S/m（極めて高い）
• 食塩水（電解質溶液）: 約10 S/m
• ガソリン（有機液体）: 約10⁻¹² S/m（極めて低い・不良導体）

有機液体（第4類危険物）の電気伝導率が極めて低いことが、静電気蓄積の物理的根拠です。導体では電荷がすぐに移動（中和）しますが、不良導体では電荷が蓄積して放電（スパーク）に至ります。

【静電気発生から点火源までの経路】

静電気火花を点火源とする事故の経路：

1. 有機液体（不良導体）が流動・ろ過・充填で摩擦

2. 液体表面や容器に電荷が蓄積（帯電）

3. 電位差が放電（火花放電）限界（約3 kV/mm の空気の絶縁破壊電圧）に達する

4. 放電火花が点火源となり、周囲の蒸気混合気（燃焼範囲内）に引火

防止策（FDMA/危規則の根拠）：

• 接地（アース・ボンディング）: 電荷を逃がす
• 加湿（湿度管理）: 空気の絶縁性を下げ、表面での電荷逃がしを促進（湿度70%以上で静電気帯電が著しく低下）
• 流速制限（配管・充填速度）: 発生電荷量を減らす
• 不活性ガス（N2等）置換: 燃焼性雰囲気を除去

【各選択肢の発展補足】

• ア（正）: 有機化合物は可燃性のものが多い（炭素・水素が燃焼してCO2・H2Oを生じる）。無機化合物でも硫黄・炭素等は可燃性だが、「可燃性が多い」は有機化合物の特徴として正しい。
• イ（正）: 電気不良導体→静電気帯電。第4類危険物の主要な点火源の一つが静電気放電。イとエは同じ事実を正・逆から述べており、エが誤りの選択肢。
• ウ（正）: H2O・Fe2O3・CO2（炭素は含むが有機化合物の定義では無機）は無機化合物の典型例。
• エ（誤）: 有機化合物は電気不良導体。良導体（電流が通りやすい）は金属等の無機物。「有機化合物は静電気が帯電しない」は誤りの典型。
• オ（正）: ガソリン・灯油・アルコール類はすべて有機化合物（炭素骨格あり）。

【試験での位置づけ】

乙四試験では「有機化合物＝電気不良導体＝静電気帯電しやすい」が物理化学・性質・法令（貯蔵取扱基準）の横断的な核心論点です。「金属（良導体）はアースで静電気を逃がせる」「不良導体（有機液体）はアース＋流速制限が必要」という論理的なつながりを理解してください。

【根拠】確立した化学（有機化合物の電気的性質）。

【補足】有機化合物＝電気不良導体（共有結合・自由電子なし）→静電気帯電しやすい。第4類危険物の静電気火花リスクの根拠。