危険物乙四 基礎的な物理学及び基礎的な化学 問92｜自然発火の原因・酸化熱以外の種類も含む

誤っているのはエです。自然発火の原因は酸化熱だけではなく、分解熱・吸着熱・発酵熱なども含まれます。「酸化熱のみ」は誤りです。

• ア（正）: 自然発火＝外部点火源なしで自身の発熱により発火。定義として正しい。
• イ（正）: 乾性油（ヨウ素価130以上）の酸化熱蓄積→自然発火。正しい。
• ウ（正）: 通風・換気で蓄熱を防ぐ→自然発火防止。正しい。
• エ（誤）: 自然発火の原因は酸化熱・分解熱・吸着熱・発酵熱等があり、「酸化熱のみ」は誤り。
• オ（正）: 発熱量大・熱伝導率小・蓄熱しやすい条件が自然発火の3条件。正しい。

乾性油の自然発火（酸化熱）が乙四の最頻出ですが、他の原因も覚えておきましょう。

自然発火の原因分類（確立した化学）:

自然発火（spontaneous combustion）は、外部からの点火源なしに物質が自ら発熱して発火点に達する現象です。

自然発火の主な原因：

各選択肢：

• ア（正）: 自然発火の定義として正しい。
• イ（正）: 乾性油（亜麻仁油・桐油等・ヨウ素価130以上）は空気中のO2と緩慢に反応（酸化）し、発熱が蓄積して自然発火する。布・ウェスに染み込んだ状態で通風不良だと危険。
• ウ（正）: 蓄熱しないよう通風・換気をよくする（放熱促進）が自然発火防止策として有効。
• エ（誤）: 自然発火の原因には酸化熱・分解熱・吸着熱・発酵熱等が含まれる。「酸化熱のみ」は誤り。
• オ（正）: 自然発火の3条件：①発熱量が大きい、②熱伝導率が小さい（熱が逃げにくい）、③蓄熱しやすい環境（通風不良・断熱材に囲まれた等）。

引っかけ: エ（酸化熱のみ）と、乾性油の「ヨウ素価130以上」（半乾性油・不乾性油との境界）が定番。

【理論的背景：自然発火の成立条件】

自然発火が成立するには「発熱速度 > 放熱速度」が持続する必要があります。物体内部の温度が上昇すると反応速度が速くなり（アレニウス則）さらに発熱が加速します（自己加速）。最終的に発火点に達すると着火します。

成立に必要な3要素：

1. 十分な発熱源: 酸化・分解・吸着・発酵による発熱

2. 小さい熱伝導率: 熱が外部に逃げにくい（断熱効果が高い）

3. 蓄熱環境: 通風不良・断熱材の中・厚く積み重なった状態

【乾性油の自然発火メカニズム（酸化熱）】

乾性油（ヨウ素価130以上: 亜麻仁油・桐油・エノ油等）は不飽和脂肪酸の二重結合を多く含みます。この二重結合部分が空気中のO2と反応して酸化（過酸化物形成→分解→重合）し、発熱が起こります。布（ウェス）・繊維に染み込んだ状態では：

• 表面積が増大→酸化反応面積が増える
• 布の断熱効果で熱が逃げにくい
• 通風不良だと熱が蓄積

このため「乾性油を含む廃ウェスは水を含む金属容器に密閉して廃棄」が実務的な対策です。

ヨウ素価の目安：

• 乾性油（130以上）: 亜麻仁油・桐油→自然発火の危険性高い
• 半乾性油（100〜130）: ごま油・綿実油→やや危険
• 不乾性油（100以下）: オリーブ油・やし油→自然発火の危険性低い

【分解熱・吸着熱の例と危険物との接続】

• 分解熱: ニトロセルロース（セルロイド・古い映画フィルム）は不安定で常温でも分解し発熱することがある。消防法では第5類（自己反応性物質）に分類される物質が多い（第4類とは別）。
• 吸着熱: 活性炭は多孔質で表面積が極めて大きく、有機溶剤（第4類危険物）を吸着するとき大量の吸着熱を発生することがある。倉庫内でのバルク活性炭の保管には注意が必要。
• 発酵熱: 乾草・農業副産物の堆積での発酵による自然発火は農業施設での火災原因となる。

【各選択肢の発展補足】

• ア（正）: 自然発火の定義は外部点火源なしに自身の発熱で発火点到達。
• イ（正）: 乾性油（ヨウ素価130以上）の酸化熱蓄積→自然発火。乙四試験最頻出の自然発火パターン。
• ウ（正）: 通風・換気は放熱促進→蓄熱防止→自然発火防止。物理的に「発熱速度<放熱速度」の状態を維持する。
• エ（誤）: 自然発火の原因は酸化熱だけでなく、分解熱・吸着熱・発酵熱等もある。「酸化熱のみ」は誤り。
• オ（正）: 発熱量大・熱伝導率小・蓄熱しやすいが自然発火の3条件。これはアレニウス的な自己加速の成立条件に対応。

【試験での位置づけ】

乙四試験では「乾性油（ヨウ素価130以上）の酸化熱→自然発火」が最頻出ですが、「自然発火の原因には酸化熱以外もある（分解熱・吸着熱・発酵熱）」も出題されます。自然発火の防止策（通風・換気・積み重ね方）との接続も重要です。

【根拠】確立した化学（自然発火の原因分類・乾性油の酸化熱）。§1-3（乾性油・ヨウ素価）。

【補足】自然発火の原因：酸化熱（乾性油等）・分解熱・吸着熱・発酵熱。「酸化熱のみ」は誤り。防止策：通風・換気（放熱促進）。