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危険物取扱者甲種の第3類攻略|自然発火性・禁水性物質の性質と消火

危険物取扱者甲種の第3類・自然発火性物質及び禁水性物質を解説する記事のアイキャッチ

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困っている人
困っている人

「第3類は全部、空気と水の両方がダメなの?」

「黄りんを水中に保存するのに、なぜ第3類なの?」

「物質と発生ガスの組合せが覚えられない」

そんな疑問を解決します。

この記事の内容

第3類の自然発火性と禁水性

消防法別表第一の品名一覧

黄りんとリチウムの例外

保護液・不活性ガス・水中保存の使い分け

物質群ごとの消火方法と発生ガス

先に結論を言うと、第3類は「空気で危険」と「水で危険」の二軸で判断する分野です。

  • 自然発火性:空気にさらすと発火する危険がある
  • 禁水性:水と接触すると発火し、または可燃性ガスを発生する危険がある
  • ほとんどの第3類:両方の性質をもつ
  • 黄りん:試験上は自然発火性のみ。水中に保存できる
  • リチウム:試験上は禁水性のみ

まず二軸で分け、次に「何で空気または水分を断つか」「水系消火剤を使えるか」を対応させると、丸暗記が大幅に減ります。

第1〜6類の位置関係から確認したい人は、危険物取扱者甲種の第1〜6類一覧|性質と消火方法を比較を先に読んでください。

第3類は「空気と水の二軸」で判断する

消防法別表第一で、第3類の性質は「自然発火性物質及び禁水性物質」とされています。総務省消防庁は、空気にさらすことで自然に発火する危険があるもの、または水と接触して発火し、もしくは可燃性ガスを生じるものと説明しています。

第3類危険物を自然発火性と禁水性の二軸で分け、黄りんとリチウムの例外を示した図
第3類を空気と水の二軸で分け、多くの物質と黄りん・リチウムの例外を整理します。(一次資料を参考に当サイト作成)

自然発火性物質と禁水性物質は、同じ危険を指す言葉ではありません。

自然発火性空気中で酸素などと反応し、外部の着火源がなくても発火する危険
禁水性水または湿気と反応し、反応熱、発火、可燃性ガスの発生につながる危険

試験では、「自然発火性物質だから水と反応する」という、異なる性質を一つの因果でつないだ選択肢に注意してください。空気と水を別々に判定するのが基本です。

また、第3類には固体だけでなく液体もあり、物質そのものが可燃性の場合と不燃性の場合があります。「金属のように見える」「固体である」だけで燃焼性を決めないでください。

第3類の品名一覧

消防法別表第一に掲げられる第3類の品名は、次のとおりです。

  1. カリウム
  2. ナトリウム
  3. アルキルアルミニウム
  4. アルキルリチウム
  5. 黄りん
  6. アルカリ金属(カリウム及びナトリウムを除く)及びアルカリ土類金属
  7. 有機金属化合物(アルキルアルミニウム及びアルキルリチウムを除く)
  8. 金属の水素化物
  9. 金属のりん化物
  10. カルシウム又はアルミニウムの炭化物
  11. その他のもので政令で定めるもの
  12. 前各号に掲げるもののいずれかを含有するもの

品名11の政令指定物品として、塩素化けい素化合物があります。学習用の代表例はトリクロロシランです。

最初から12項目を同じ重みで覚えるより、「単独の高頻度品名」「金属・有機金属・水素化物・りん化物・炭化物という物質群」「政令指定と含有物」の順で組み立てると覚えやすくなります。

黄りんとリチウムが例外

第3類は「空気も水もダメ」とまず覚えると便利ですが、それだけでは必ず例外で失点します。

両方カリウム、ナトリウム、アルキルアルミニウムなど。自然発火性と禁水性の両方をもつ
黄りん試験上は自然発火性のみ。水とは反応せず、空気を遮断するため水中に保存する
リチウム試験上は禁水性のみ。灯油等の保護液中で保存する

黄りんは、第3類の類名に「禁水性物質」が入っているのに水中保存するため、特に間違えやすい物質です。水は黄りんとの反応を防ぐためではなく、空気との接触を断つ保護液として使われます。

一方、リチウムの「禁水性のみ」は危険物試験での性状区分です。これを「空気中では無条件に安全」と読み替えてはいけません。乾燥空気中での酸化、高温時の反応、粉末状の挙動などは別に考えます。

貯蔵・取扱いは保護方法を三つに分ける

第3類の貯蔵は、容器に入れるだけではなく、物質ごとに空気または水分を遮断する方法を選びます。

第3類危険物の代表物質を灯油等、不活性ガス、水で保護し、初期消火を分ける図
代表物質を灯油等、不活性ガス、水で保護し、初期消火を物質群ごとに分けます。実火災ではSDS等を優先してください。(一次資料を参考に当サイト作成)

灯油・軽油・流動パラフィン等の保護液

カリウムとナトリウムは、小分けして灯油、軽油、流動パラフィンなどの保護液中で保存します。保護液から危険物が露出しないよう、液面の低下に注意します。

リチウムも灯油等の保護液中で保存します。保護液を「すべて炭化水素」と丸暗記するより、空気と水分の両方から金属を遮断すると理解してください。

窒素等の不活性ガス

アルキルアルミニウム、アルキルリチウム、ジエチル亜鉛、金属の水素化物などは、窒素等の不活性ガス中で貯蔵・取扱いするものがあります。容器が一時的に空になった場合でも、空気を入れず不活性ガス雰囲気を維持するのが基本的な考え方です。

アルキルアルミニウムとアルキルリチウムをタンクに注入するとき、予めタンク内の空気を不活性ガスで置換するという法令論点も、性質と結びつけて覚えます。

黄りんは水中に保存します。保護液である水が減少すると黄りんが空気に露出するため、液面管理が重要です。

共通事項は、自然発火性物質は空気、炎、火花、高温体、過熱を避ける、禁水性物質は水と湿気を避ける、容器を密栓して冷所に保存すると整理できます。

消火は先に禁水性かを確認する

第3類の消火では、第一に禁水性の有無を確認します。消火剤の選択を間違えると、水との反応熱や可燃性ガスによって火災を拡大させる危険があります。

黄りん

黄りんは禁水性ではないため、噴霧注水、泡消火剤、湿った砂などを使い、冷却して空気との接触を断ちます。勢いの強い注水で黄りんを飛散させないことが重要です。

一方、ハロゲン化物消火剤は黄りんと反応して有害ガスを生じるため不適当とされます。

黄りん以外の主な禁水性物品

水・強化液・泡などの水系消火剤を避け、初期消火では乾燥砂、膨張ひる石、膨張真珠岩などで覆います。物質によっては、炭酸水素塩類等の適応する粉末消火剤を用います。

ただし、すべての粉末消火剤が全ての第3類に使えるわけではありません。二酸化炭素消火剤も、強い還元性をもつ物質と反応する場合があります。ハロゲン化物消火剤も不適とされる物質が多いため、「窒息消火なら万能」とは判断しません。

アルキルアルミニウムとアルキルリチウムは、発火すると消火が極めて困難です。資格試験では「初期に乾燥砂等で覆う」と整理しますが、本格火災への万能な解決策ではありません。

なお、以上は資格試験向けの一般整理です。実際の漏えい・火災では接近せず、物質ごとのSDS、事業所の緊急時手順、消防機関の指示を優先してください。

頻出物質を6グループで比較する

カリウム・ナトリウム

どちらも銀白色で軟らかいアルカリ金属です。水と激しく反応して水素と熱を生じ、発火・爆発の危険があります。反応性はカリウムの方がナトリウムより強いと整理します。

灯油等の保護液中に小分けし、乾燥状態で保存します。火災時は水系、二酸化炭素、ハロゲン化物を避け、乾燥砂や適応する金属火災用消火剤で窒息させるという考え方を押さえます。

アルキルアルミニウム・アルキルリチウム

アルキルアルミニウムは空気中で自然発火する危険があり、水、アルコール、アミン類、酸素、二酸化炭素などと強く反応します。ベンゼンやヘキサンなどの炭化水素溶媒で希釈すると、一般に反応性が低下します。

代表的なアルキルリチウムであるノルマルブチルリチウムも、空気・水・アルコール等と反応します。両者は不活性ガス中で取り扱い、水系とハロゲン化物の消火剤を避けます。

黄りん

黄りんは白色〜淡黄色のろう状固体で、空気中で発火しやすく、毒性があります。水には溶けず反応もしないため、水中で保存します。

暗所で発光する、にんにくに似た不快臭がある、燃焼すると有害なりん酸化物を生じるといった性質も頻出です。第2類の赤りんとは類別、安定性、色、保存方法を分けてください。

アルカリ金属・アルカリ土類金属

リチウム、カルシウム、バリウムが代表です。いずれも水と反応して水素を生じますが、常温水との反応速度や酸素との反応性は物質によって異なります。

リチウムは金属元素の中で最も軽い、カルシウムは加熱すると橙赤色の炎、バリウムは黄緑色の炎を示すという組合せも選択肢に使われます。

有機金属化合物・金属の水素化物

有機金属化合物の代表はジエチル亜鉛です。空気中で容易に酸化されて自然発火する危険があり、水、アルコール、酸との反応で可燃性のエタン等を生じます。

金属の水素化物の代表は水素化ナトリウムと水素化リチウムです。水と激しく反応して水素を生じ、湿気のある空気中では自然発火の危険があります。強い還元剤としての性質も押さえます。

金属のりん化物・炭化物・トリクロロシラン

りん化カルシウムは、水や弱酸との反応で毒性・可燃性のあるりん化水素を生じます。物質自体は不燃性でも、生じたガスが発火するという構造が重要です。

炭化カルシウムは水と反応してアセチレンを、炭化アルミニウムは水と反応してメタンを生じます。トリクロロシランは水で加水分解し、塩化水素を生じて発熱・発火の危険につながります。

水との反応で発生するガスを整理する

第3類の発生ガスは、「物質群の名前」と「水で生じるガス」を対応させると整理できます。

カリウム・ナトリウム・リチウム・カルシウム・バリウム水素
水素化ナトリウム・水素化リチウム水素
アルキルアルミニウム・ジエチル亜鉛エタン等の可燃性炭化水素ガス
りん化カルシウムりん化水素
炭化カルシウムアセチレン
炭化アルミニウムメタン
トリクロロシラン塩化水素

覚えるときは、金属と水素化物は水素、りん化物はりん化水素、炭化物は金属によってアセチレンかメタン、塩素化けい素化合物は塩化水素と、物質群の構造と結びつけます。

ただし、アルキルアルミニウムの発生ガスはアルキル基によって異なるため、「常にエタン」と一律に断定しないでください。問題文で化合物名が特定されているかを確認します。

試験で間違えやすい8つのポイント

第3類はすべて自然発火性かつ禁水性とする

黄りんは自然発火性のみ、リチウムは禁水性のみと整理します。

黄りんを禁水とする

黄りんは水と反応せず、空気との接触を断つため水中で保存します。

保護液はすべて水とする

水中で保存する代表は黄りんです。カリウム・ナトリウム・リチウムは灯油等、アルキルアルミニウム等は不活性ガスと分けます。

第3類はすべて水で消火できないとする

黄りんは禁水性ではないため、噴霧注水や泡消火剤などを使えます。

乾燥砂なら大規模火災も容易に消火できるとする

乾燥砂等は初期の窒息に有効な一般整理です。特にアルキルアルミニウムとアルキルリチウムは、発火後の消火が極めて困難です。

二酸化炭素はすべての第3類に使えるとする

強い還元性のある物質は二酸化炭素と反応することがあります。物質ごとの適応確認が必要です。

りん化カルシウム自体が水素を発生するとする

水との反応で生じるのはりん化水素です。水素を生じる金属・水素化物と区別します。

炭化カルシウムと炭化アルミニウムの発生ガスを入れ替える

炭化カルシウムはアセチレン、炭化アルミニウムはメタンです。

第3類の勉強順序

次の四周で覚えると、共通性質から個別物質へ無理なく進めます。

1周目:自然発火性と禁水性を別々に説明する

2周目:黄りんとリチウムの例外、12品名を覚える

3周目:灯油等、不活性ガス、水の保護方法と消火分岐を対応させる

4周目:代表物質の色・状態・発生ガス・炎色を追加する

復習カードは、表に物質名、裏に次の六欄を作ると効果的です。

  1. 品名・代表物質
  2. 自然発火性の有無
  3. 禁水性の有無
  4. 保護方法
  5. 水との反応・発生ガス
  6. 消火方法

問題を解くときは、「空気で危険か」「水で危険か」「何で遮断するか」「消火剤はその物質に適応するか」の順に確認します。

30秒セルフテスト

次の八問に答えてください。

  1. 第3類の性質名は何か
  2. 試験上、自然発火性のみの代表物質は何か
  3. 試験上、禁水性のみの代表物質は何か
  4. カリウムとナトリウムの保護液は何か
  5. 黄りんを水中に保存する目的は何か
  6. りん化カルシウムと水で生じるガスは何か
  7. 炭化カルシウムと水で生じるガスは何か
  8. 禁水性物品の初期消火に用いる代表物は何か

答えは、自然発火性物質及び禁水性物質、黄りん、リチウム、灯油・軽油・流動パラフィン等、空気との接触を断つため、りん化水素、アセチレン、乾燥砂等です。

八問に答えた後、「黄りんは第3類なのに、なぜ水中保存・水系消火ができるのか」を説明できれば、第3類の中心論点を理解できています。

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赤りんと黄りんの違いを復習する人は、危険物取扱者甲種の第2類攻略|可燃性固体の性質・貯蔵・消火を確認してください。

第1〜6類の一覧へ戻る人は、危険物取扱者甲種の第1〜6類一覧|性質と消火方法を比較へ進んでください。

記事群全体の学習順序は、危険物取扱者甲種の完全攻略ロードマップにまとめています。

次の類別記事では、第4類の引火性液体を扱い、特殊引火物、第1〜4石油類、アルコール類、動植物油類を比較します。

まとめ

危険物取扱者甲種の第3類について、共通性質、品名、貯蔵・取扱い、消火方法、発生ガスを整理しました。

  • 第3類は、自然発火性物質及び禁水性物質
  • 空気で危険か、水で危険かの二軸で判断する
  • ほとんどは両方の性質をもつ
  • 黄りんは自然発火性のみで、水中保存・水系消火が可能
  • リチウムは試験上、禁水性のみ
  • カリウム・ナトリウムは灯油等、アルキルアルミニウム等は不活性ガス、黄りんは水で保護する
  • 禁水性物品には水系消火剤を使わず、初期に乾燥砂等を用いる
  • 水との反応で生じるガスは、水素、りん化水素、アセチレン、メタン、塩化水素等を物質と対応させる

まず「空気と水を別々に判定」、次に「黄りんとリチウムの例外」、最後に「保護方法と消火剤」の順で学んでください。この三段階が第3類攻略の土台です。

参考文献