二酸化炭素とは
二酸化炭素 (CO2) は、私たち人間を含むすべての生物が呼吸によって排出する、ごくありふれた気体です。化学式を見ればわかるように、炭素原子1つと酸素原子2つが結合した分子で構成されています。
常温常圧では無色無臭で、空気よりも重いため、低い場所に滞留しやすい性質があります。そして、何よりも重要なことは、不燃性であるということです。つまり、二酸化炭素自体は燃えません。この性質が、二酸化炭素が優れた消火剤として利用される理由です。
二酸化炭素は、加圧したり、冷却したりすることで容易に液化します。消火器の中身が液体になっているのはそのためです。 液化することで体積が大幅に減少するため、持ち運びや保管が容易になります。
試験のポイント
乙種4類危険物取扱者試験において、二酸化炭素に関する出題は、主に以下の点に集約されます。
- 不燃性であること: 燃焼を助ける酸素を遮断し、可燃性物質の蒸気濃度を低下させる効果を利用して消火します。
- 消火方法: 特に、加圧液化ガス消火設備や二酸化炭素消火器など、二酸化炭素を用いた消火設備に関する知識が問われます。 放射による窒息効果と冷却効果を理解しておきましょう。
- 液化しやすいこと: 加圧または冷却により容易に液化し、体積を小さくできることを覚えておきましょう。
- 人体への影響: 高濃度の二酸化炭素は人体に有害であり、窒息の危険性があることを理解しておきましょう。密閉空間での使用には特に注意が必要です。
- 空気より重いこと: 火災現場で二酸化炭素がどのように作用するかを理解するために重要です。 液体二酸化炭素は気化する際に冷却効果を発揮します。
ひっかけ問題の注意点
- 「二酸化炭素は燃焼を助ける」といった、燃焼を促進するような記述は誤りです。 二酸化炭素はあくまで不燃性であり、消火剤として機能します。
- 「二酸化炭素は空気より軽い」といった、比重に関する記述は誤りです。 二酸化炭素は空気より重いため、低い場所に滞留しやすい性質があります。
- 「二酸化炭素は人体に無害である」といった、人体への影響に関する記述は誤りです。 高濃度の二酸化炭素は窒息の危険性があります。
具体例・数値データ
- 液化二酸化炭素の比重: 液化二酸化炭素の比重は、およそ1.10～1.18程度です。
- 消火器の二酸化炭素含有量: 二酸化炭素消火器には、数kgの二酸化炭素が充填されています。具体的な数値は消火器の種類によって異なります。
- 窒息濃度: 二酸化炭素濃度が7～10%になると、めまいや吐き気などの症状が現れ、30%を超えると数分で意識を失い、生命の危険にさらされます。
- 加圧液化ガス消火設備: 駐車場やボイラー室など、比較的閉鎖された空間に設置されることが多いです。
- 炭酸飲料: 二酸化炭素を加圧して水に溶け込ませたものが炭酸飲料です。 これは二酸化炭素が加圧下で水に溶けやすい性質を利用したものです。
まとめ
- 二酸化炭素は無色無臭の不燃性ガスである。
- 加圧または冷却により容易に液化する。
- 可燃性液体の蒸気濃度を低下させることで消火する。
- 高濃度では人体に有害であり、窒息の危険性がある。
- 空気より重いため、低い場所に滞留しやすい。
- 消火設備の種類と特徴を理解する。
これらのポイントをしっかり押さえて、試験に臨んでください！