ガスの性質①可燃性・支燃性・不活性ガスの論点｜水素・酸素・LPガス・酸化エチレン・CO₂【甲種化学・保安】

保安管理技術の分野B（ガスの性質）のうち、可燃性ガス・支燃性ガス・不活性ガスの論点を並べた記事です。見出しがガスの名前なので、目次から引いてください。ガスごとの学識の解説はガス各論①・ガス各論②、覚える順番はガス各論の暗記順へ。

分野B：ガスの性質①可燃性・支燃性・不活性ガス（この記事）｜ガスの性質②毒性・腐食性ガス

可燃性で毒性もあるガス	載っている論点
アンモニア	②アンモニア
一酸化炭素	②一酸化炭素
硫化水素	②硫化水素と二酸化硫黄
シアン化水素	②シアン化水素
酸化エチレン	①エチレン・酸化エチレン・ブタジエン

水素 ── 最も軽く、拡散も熱伝導も大きい。爆鳴気の相手は酸素
酸素 ── 濃度が上がると5つとも危険側。1つだけ逆にした記述に注意
メタンとLPガス ── 液状LPガスは静電気がたまる。メタンは軽く、LPガスは重い
エチレン・酸化エチレン・ブタジエン ── 酸化エチレンは空気なしでも分解爆発、取り出しは液相から
アセチレン ── 分解爆発するので溶剤に溶かして充塡、銅62%超の合金は使わない
二酸化炭素 ── 大気圧では液化しない。Mg・Na の火は消せず、高濃度では毒性も
窒素と希ガス（アルゴン・ヘリウム） ── アルゴンは空気の深冷分離、ヘリウムは天然ガスから

水素 ── 最も軽く、拡散も熱伝導も大きい。爆鳴気の相手は酸素

水素爆鳴気は水素：酸素＝2：1：水素2体積と酸素1体積の混合ガスで、着火で激しく爆発する。空気の酸素は約5分の1で、水素と空気の2：1は可燃性でも水素爆鳴気とは呼ばない

性質	水素	押さえる点
密度	気体の中で最小	空気中に拡散・混合しやすい
拡散速度・熱伝導率	どちらも非常に大きい	熱伝導率はヘリウムとともに大きい
最小発火エネルギー	空気中の最低値で約0.02 mJ	静電気放電が着火源になる
水素爆鳴気	水素：酸素＝2：1（体積比）	空気との2：1ではない
高温・高圧の鋼	鋼中の炭素と反応してメタン	水素侵食

水素は気体で最も軽く、拡散速度も熱伝導率も非常に大きいガスです。空気中の最小発火エネルギーは約0.02 mJと小さく、小さな静電気放電でも着火します。

問われる形	正誤	ポイント
水素は拡散が速いが、熱伝導率は小さい	×	拡散速度・熱伝導率とも非常に大きい
水素と空気を体積比2：1で混ぜたものを水素爆鳴気という	×	相手は酸素
水素では、ごく小さな静電気放電でも着火源になり得る	○	最小発火エネルギーは約0.02 mJ
炭素鋼は高温・高圧の水素にさらされても、鋼中の炭素が反応しないので侵されない	×	炭素と反応してメタンを生じる水素侵食

出題：国試2記述・検定9記述（平成28〜令和7年度）

酸素中の最小発火エネルギーは約0.007 mJと、空気中よりさらに小さい
高速で噴き出した水素に固体の微粉や液滴が混じると、静電気が起きやすく、その放電で発火することがある
水素は還元性が強く、高温で金属の酸化物などを還元する。水素侵食はクロムを5〜6%以上含むクロム鋼やステンレス鋼では起こりにくく、バナジウム・モリブデンを加えると耐水素性がよくなる
塩素との等体積混合ガスは塩素爆鳴気（→ 塩素）

酸素 ── 濃度が上がると5つとも危険側。1つだけ逆にした記述に注意

酸素濃度と危険の向き：酸素濃度が上がると燃焼速度・火炎温度・爆発範囲は増え、発火温度と最小発火エネルギーは下がり、5つとも危険側に動く

酸素濃度・酸素分圧が上がると、燃焼速度・火炎温度・爆発範囲（爆ごう範囲）は大きく、発火温度・最小発火エネルギーは小さくなり、すべて危険になる方向に動きます。

問われる形	正誤	ポイント
酸素濃度が上がると、燃焼速度が増し、火炎の温度が高くなり、発火温度も高くなる	×	発火温度は低下（R3検定問1ロ）
酸素中では爆発範囲が広くなり、発火エネルギーも大きくなって危険性が増す	×	発火エネルギーは小さくなる（R2・H28・H30検定）
可燃性ガスの爆発範囲と爆ごう範囲は、空気中に比べて酸素中のほうが狭い	×	広くなる（R5検定問1ロ）
純酸素は生命維持に必要な成分なので、どんな条件でも人体に無害	×	過剰な酸素・純酸素も有害になり得る
酸素を化学反応に使う工程では、過酸化物の生成も爆発要因として確かめる	○	生成した過酸化物が爆発の原因になることがある

出題：国試2記述・検定6記述（平成28〜令和7年度）

結論の「危険性が増大する」は正しいまま、途中の1項目だけを逆にした×が多い。項目ごとに向きを確かめる
可燃性ガスだけでなく、可燃性の液体や粉体でも同じで、高圧ではさらに危険度が高まる
高圧酸素の設備や配管は、油脂類などの可燃物を洗浄して除いてから使う。高圧酸素のバルブを急に開くと、断熱圧縮で圧力調整器のパッキンなどが発火するおそれがある
作業場の酸素濃度は18%以上に保つ。逆に、酸素濃度が60%以上の気体を12時間以上吸い続けると、肺が充血することがある

関連：最小発火エネルギー・発火温度・引火点／最小着火エネルギー

メタンとLPガス ── 液状LPガスは静電気がたまる。メタンは軽く、LPガスは重い

液状LPガスの静電気：電気絶縁性がよく電荷が大地へ逃げずにたまり放電の火花で発火するので、接地・ボンディングで大地へ逃がし流速を下げる

液状のLPガスは電気絶縁性がよいので、流動・滴下・噴霧・漏れで生じた静電気が逃げずにたまり、放電の火花が着火源になります。気体のLPガスは空気より重く低所に滞留し、メタンは空気より軽いガスです。

問われる形	正誤	ポイント
液状のLPガスは絶縁性が高く、帯電した静電気が逃げにくい。たまった静電気が放電して火花が出れば、それが着火源になり発火するおそれがある	○	R2国試問2ハ・R3検定問1ニ・R6検定問1ホ
LPガスは主にプロパンとブタンからなり、空気より重いので低所に滞留する	○	ガスの密度は空気の約1.5〜2倍
メタンは空気より重く、ニッケル触媒の水蒸気改質で一酸化炭素と水素を生じる	×	メタンは空気より軽い（改質の生成物は正しい）
家庭用のLPガスは無臭のまま供給される	×	ガス漏れ対策に付臭剤を入れる

出題：国試4記述・検定3記述（平成28〜令和7年度）

静電気の対策は、接地・ボンディングで電荷を大地へ逃がし、流速を下げること。電荷の減り方（緩和時間と導電率）は防爆・静電気の論点で扱う
LPガスは水に溶けにくく、液体が皮膚に触れると凍傷のおそれがある
メタンは天然ガスの主成分で、無色・無臭・可燃性、毒性はない。高温でニッケル触媒に通して水蒸気や酸素と反応させれば、一酸化炭素と水素になる

関連：静電気の帯電と緩和／静電気対策

エチレン・酸化エチレン・ブタジエン ── 酸化エチレンは空気なしでも分解爆発、取り出しは液相から

分解爆発と自然発火性の違い：燃焼に要る3つのうち、分解爆発は酸素がなくても着火すればガス自身が分解して爆発し、自然発火性ガスは着火源がなくても空気に触れるだけで燃える

酸化エチレンは空気がなくても、電気火花や静電気などで分解爆発します（爆発範囲3.0〜100 vol%）。容器や貯槽には窒素か二酸化炭素を希釈剤として加え、取り出すときは液相から行います。

問われる形	正誤	ポイント
酸化エチレンは分解爆発性があるので、窒素などの不活性ガスを希釈剤として加える	○	R2・R3・R6・H30検定
容器から酸化エチレンを払い出す操作は、気相側で行う	×	液相から。気相から抜くと不活性ガスの濃度が下がる（H28検定問1ロ）
エチレンは無臭の飽和炭化水素で、付加反応をほとんど起こさない	×	甘い臭いがあり、二重結合で付加反応を起こす
ブタジエンを長く貯蔵するときは、低温に保ち重合防止剤を加える	○	酸素と反応して重合性の過酸化物をつくり、二量化・重合もする

出題：国試5記述・検定9記述（平成28〜令和7年度）

分解爆発するので、酸化エチレンとアセチレンの爆発上限界は100%。同じ仲間の亜酸化窒素は②の記事（→ 窒素酸化物）、自然発火性のシラン類・ホスフィンは特殊材料ガス
エチレンは水にほとんど溶けず、アルコール・エーテルによく溶ける。水素化でエタン、水和でエタノールになる。エチレンも分解爆発性ガスに数えられる
酸化エチレンはエーテル臭のある無色の可燃性ガスで、毒性もある。10℃以下で液体になる
1,3-ブタジエンは共役した二重結合をもつ（三重結合ではない）

アセチレン ── 分解爆発するので溶剤に溶かして充塡、銅62%超の合金は使わない

アセチレンは溶かして詰め、銅62%超の合金を使わない：多孔質物に浸み込ませたアセトンなどに溶かして充塡し、設備には銅と銅の含有率62%を超える銅合金を使わない

項目	アセチレン	押さえる点
分解爆発	標準生成エンタルピーが正で、分解爆発の危険性が高い	爆発範囲は2.5〜100 vol%
容器への充塡	多孔質物にアセトンなどを浸み込ませ、溶かして充塡	そのまま圧縮して詰めない（溶解アセチレン容器）
銅・銀	爆発性のアセチリドをつくる	銅と、銅の含有率が62%を超える銅合金を使わない
酸素で燃やすと	3000℃を超える火炎	金属の溶断・溶接に使う

アセチレンは空気がなくても分解爆発するので、容器に多孔質物を詰めてアセトンなどを浸み込ませ、溶剤に溶かして充塡します。銅や銀とは極めて敏感なアセチリドをつくります。

問われる形	正誤	ポイント
アセチレン容器は分解爆発を防ぐため内部を空にし、気体だけを高圧で充塡する	×	多孔質物＋溶剤に溶解充塡
酸素アセチレン炎は1000℃未満なので、金属の溶断には使えない	×	3000℃を超え、溶断・溶接に使う
アセチレンのガス設備には、銅と、銅の含有率が62%を超える銅合金を使わない	○	すべての銅合金が禁止ではない

出題：国試2記述・検定3記述（平成28〜令和7年度）

空気中の最小発火エネルギーの最低値は水素とほぼ同じで、爆発範囲は水素より広い
アセチリドの分解がアセチレンの分解爆発を引き起こすおそれがあるので、銅・銀とその塩との接触を避ける
分解爆発のしくみ（酸素がなくても着火すれば爆発する）は酸化エチレンと同じ。図はエチレン・酸化エチレン・ブタジエンの章にある

関連：分解爆発と自然発火性の違い（図）

二酸化炭素 ── 大気圧では液化しない。Mg・Na の火は消せず、高濃度では毒性も

CO₂は大気圧では液体を通らない：三重点が0.518 MPa・−56.6℃なので、大気圧0.101 MPaで冷やすと気体から直接固体（ドライアイス）になる。臨界温度は31℃

CO₂ の三重点は 0.518 MPa・−56.6℃。大気圧（0.101 MPa）は三重点より低いので液相が存在できず、冷やすと直接固体（ドライアイス）になります。液化には加圧と冷却が要ります。

問われる形	正誤	ポイント
二酸化炭素は大気圧で冷却していくと液化し、さらに冷却するとドライアイスになる	×	液体を経ずに固体（R3検定問1ハ・H29国試問2ハ）
二酸化炭素は消火剤に使われ、マグネシウムやナトリウムの火災にも有効	×	活性金属はCO₂中でも激しく燃える（R2国試問2ロ）
二酸化炭素は単純窒息性なので、10%の高濃度でも呼吸障害は起こさない	×	毒性がある。2%以上で呼吸障害

出題：国試2記述・検定3記述（平成28〜令和7年度）

液体のCO₂を扱うには0.518 MPa以上の加圧が要る。臨界温度31℃より高いと、いくら加圧しても液化しない（→ 実在気体（臨界温度））
2Mg ＋ CO₂ → 2MgO ＋ C：マグネシウムがCO₂から酸素を奪って燃える。金属火災には乾燥砂や金属火災用の消火剤を使う
空気中の濃度が2%以上で呼吸障害、3%以上で呼吸困難・頭痛・めまい・嘔吐、10%以上で視力障害・けいれん・血圧亢進、25%以上で昏睡や死に至る危険がある
乾燥したCO₂は炭素鋼にほとんど影響しないが、水分を含むと炭酸を生じて炭素鋼を腐食させる

関連：混触危険／危険物の分類

窒素と希ガス（アルゴン・ヘリウム） ── アルゴンは空気の深冷分離、ヘリウムは天然ガスから

製法の対応：アルゴンは空気液化分離の精留（深冷分離）で得てPSA・吸着分離・天然ガス由来は誤り、ヘリウムは天然ガスから、PSAは酸素・窒素の製法

アルゴンは空気から（空気液化分離装置での蒸留＝深冷分離）、ヘリウムは天然ガスから。吸着分離（PSA）は中・小規模で酸素や窒素をつくる方法で、アルゴンの製法ではありません。

問われる形	正誤	ポイント
アルゴンは工業的にはPSAによって製造される	×	空気液化分離装置での蒸留（R1検定問1ホ。R2は「吸着分離法」、R6は「天然ガス由来」で×）
ヘリウムは空気中にアルゴンより多く含まれ、空気の蒸留で製造される	×	アルゴンより少ない。天然ガスから回収
X線の検出にはキセノン、MRIの超電導磁石の冷却にはヘリウムが使われる	○	用途の入れ替えに注意
窒素は完全な不活性ガスなので、高温・高圧でも水素や酸素とは反応しない	×	触媒上で水素とアンモニア、高温で酸素と窒素酸化物