燃焼範囲の覚え方と燃焼の三要素。「薄すぎても濃すぎても燃えない」
燃焼の理論は、物理化学の「燃焼・消火の理論」の中心で、性消の物質ごとの性状(引火点・燃焼範囲)を読む土台にもなります。 覚えることは三要素・燃焼の形態・燃焼範囲・完全/不完全燃焼の4つ。 中でも燃焼範囲は「下限」「上限」「広い・狭い」の向きを取り違えやすい単元です。
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燃焼の三要素:可燃物・酸素供給源・点火源
燃焼が起こるには、可燃物(燃えるもの)・酸素供給源(空気など)・点火源(火花・炎・高温など)の 3つがそろう必要があります。1つでも欠ければ燃焼は起こりません。 逆にいえば、消火とは三要素のどれかを断つことです(可燃物を取り去る=除去消火、酸素を断つ=窒息消火、熱を奪う=冷却消火)。 消火の方法と消火剤の選び方は消火の覚え方で扱っています。
燃焼の形態:第4類は「蒸発燃焼」
| 形態 | 何が燃えるか | 例 |
|---|---|---|
| 蒸発燃焼 | 液面から蒸発した可燃性蒸気が燃える | ガソリン・灯油・アルコールなど第4類の可燃性液体 |
| 表面燃焼 | 固体の表面で、蒸気を出さずに燃える | 木炭 |
| 分解燃焼 | 加熱で分解して出た可燃性ガスが燃える | 木材 |
第4類で燃えているのは液体そのものではなく、液面から蒸発した蒸気です。だから「蒸気がどれだけ出るか(引火点)」と 「蒸気がどの濃さなら燃えるか(燃焼範囲)」が危険性の物差しになります。
燃焼範囲:下限と上限の意味
燃焼範囲(爆発範囲)は、空気と混ざった可燃性蒸気が燃えることのできる濃度(vol%)の範囲です。 ガソリンなら1.4〜7.6vol%。
主な第4類の燃焼範囲
| 物質(品名) | 下限 | 上限 | 幅 |
|---|---|---|---|
| 二硫化炭素 特殊引火物 | 1vol% | 50vol% | 49 |
| キシレン 第二石油類 | 1vol% | 7vol% | 6 |
| 軽油 第二石油類 | 1vol% | 6vol% | 5 |
| トルエン 第一石油類 | 1.1vol% | 7.1vol% | 6 |
| 灯油 第二石油類 | 1.1vol% | 6vol% | 4.9 |
| アニリン 第三石油類 | 1.2vol% | 11vol% | 9.8 |
| ベンゼン 第一石油類 | 1.2vol% | 7.8vol% | 6.6 |
| クロロベンゼン 第二石油類 | 1.3vol% | 9.6vol% | 8.3 |
| ガソリン(自動車用) 第一石油類 | 1.4vol% | 7.6vol% | 6.2 |
| ニトロベンゼン 第三石油類 | 1.8vol% | 40vol% | 38.2 |
| ピリジン 第一石油類 | 1.8vol% | 12.4vol% | 10.6 |
| メチルエチルケトン(MEK) 第一石油類 | 1.8vol% | 11.5vol% | 9.7 |
| 2-プロパノール アルコール類 | 2vol% | 12vol% | 10 |
| 酢酸エチル 第一石油類 | 2vol% | 11.5vol% | 9.5 |
| アセトン 第一石油類 | 2.2vol% | 13vol% | 10.8 |
| 酸化プロピレン 特殊引火物 | 2.8vol% | 37vol% | 34.2 |
| エチレングリコール 第三石油類 | 3.2vol% | 15.3vol% | 12.1 |
| エタノール アルコール類 | 3.3vol% | 19vol% | 15.7 |
| アセトアルデヒド 特殊引火物 | 4vol% | 60vol% | 56 |
| メタノール アルコール類 | 6vol% | 36.5vol% | 30.5 |
出典:各物質の安全データシート(厚生労働省 職場のあんぜんサイト モデルSDS、国際化学物質安全性カード(ICSC)、メーカーSDS等)を2ソース以上で照合し、乙4の学習で一般的な値を採用(2026-07-05照合)。資料間の差が大きい物質(ジエチルエーテル・酢酸など)と、値のない物質は載せていません。下限の低い順。
この表の中で下限が最も低いのは二硫化炭素・キシレン・軽油(1vol%)、範囲が最も広いのはアセトアルデヒド(4〜60vol%)です。 ガソリン・灯油・軽油は範囲が狭い一方で下限が低く、メタノールやアセトアルデヒドは下限が高めでも範囲が広い、と2つの物差しで見ると整理できます。 物質ごとの引火点・発火点は引火点の覚え方、ガソリンの性状全体はガソリンの性質で扱っています。
完全燃焼と不完全燃焼
炭素と水素を含む有機化合物(第4類の多く)は、完全燃焼すると二酸化炭素と水になります。 酸素が不足した不完全燃焼では、有毒な一酸化炭素(CO)が発生します。
引火点・発火点・燃焼点の違い
引火点は点火源を近づけたとき引火する最低の液温、燃焼点は燃焼が継続する温度、発火点は点火源がなくても自ら燃え出す最低温度です。発火点は一般に同じ物質の引火点より高くなります。 詳しくは引火点の定義のひっかけ・発火点の定義のひっかけで確認できます。
ひっかけの型
「燃えているのは液体ではなく蒸気」は第4類の共通性状としても問われます(燃えるのは蒸気のひっかけ)。
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よくある質問
参考:燃焼の三要素・形態・完全/不完全燃焼は、本ドリルのひっかけ(燃焼・消火の理論、化学の基礎、第4類の共通性状)の解説に基づく燃焼の一般原理。燃焼範囲の数値は厚生労働省 職場のあんぜんサイト(モデルSDS)、国際化学物質安全性カード(ICSC)、各社SDSを照合した物性値テーブル。数値は資料によって幅があります。
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