危険物取扱者 甲種 物理学及び化学 練習問題 第32問: メタン（CH₄）80 gとプロパン（C₃H₈）176 gを混合した可燃性ガスがある。この混合ガスの燃焼下限界L〔vol%〕を、ルシャトリエの式 100/L＝C₁

正解: 3. 約3 vol%

分子量はメタン16、プロパン44なので、物質量はメタン80/16＝5.0 mol、プロパン176/44＝4.0 mol。同じ温度・圧力の気体では体積の比は物質量の比に等しいので、体積百分率はC₁＝5/9×100≒55.6%、C₂≒44.4%。100/L＝55.6/5.0＋44.4/2.0≒11.1＋22.2＝33.3より、L≒3.0 vol%。約2.5 vol%は質量百分率（31.25%と68.75%）をそのまま代入した値、約3.7 vol%は体積百分率で燃焼下限界を加重平均した値、約3.5 vol%は2つの燃焼下限界の単純な平均、約33 vol%は100/Lの値をLと取り違えた値である。混合ガスの燃焼下限界は、燃焼下限界の低い成分の影響を強く受ける。

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