酸素とは
酸素は、私たち人間を含む多くの生物にとって、生命維持に不可欠な気体です。化学式はO₂で表され、空気中に約21%含まれています。無色・無臭であるため、普段は存在を意識することはありません。
しかし、危険物取扱者乙種4類試験においては、酸素の存在は非常に重要です。なぜなら、酸素は**燃焼を助ける性質（支燃性）**を持つからです。燃焼とは、可燃性物質が酸素と結合して熱と光を放出する現象であり、火災の根本的なメカニズムです。
乙4で扱う第4類危険物（ガソリン、灯油、アルコールなど）自体は可燃性物質であり、酸素がなければ燃えません。つまり、酸素は火災の規模を拡大させ、危険性を高める重要な要素なのです。
日常的な例で考えると、キャンプファイヤーを想像してみてください。薪（可燃性物質）に火をつけると、空気中の酸素と結合して燃え始めます。もし、酸素がなければ火はすぐに消えてしまいます。
試験対策としては、酸素そのものは燃えないものの、燃焼を強力に促進する「支燃性物質」であることをしっかりと理解しておく必要があります。
試験のポイント
乙4試験では、酸素に関する直接的な問題が出題されることは少ないですが、燃焼の三要素に関連付けて問われることが一般的です。燃焼の三要素とは、「可燃性物質」「酸素供給源」「点火源」の３つであり、このうち酸素は「酸素供給源」に該当します。
ひっかけ問題として、「酸素は燃える」といった誤った記述が選択肢に含まれることがあります。これは明らかに誤りです。酸素はあくまで燃焼を助ける役割であり、それ自体は燃えません。
また、消火方法に関する問題でも、酸素の遮断が重要な要素として登場します。例えば、泡消火器は、泡で可燃物と酸素の接触を遮断することで消火します。
重要なポイントは以下の通りです。
- 酸素は燃焼を助ける「支燃性物質」である。
- 酸素はそれ自体は燃えない。
- 燃焼の三要素における「酸素供給源」に該当する。
- 酸素を遮断することは、効果的な消火方法の一つである。
これらの点を理解しておけば、酸素に関する問題で大きく失点することはないでしょう。
具体例・数値データ
- 空気中の酸素濃度: 約21%（体積比）。
- 理論酸素量: 燃焼に必要な理論上の酸素量。可燃性物質の種類によって異なり、計算問題として出題される可能性があります。（例：完全燃焼に必要な酸素量を求める問題など）
- 酸素濃度と燃焼速度: 一般的に、酸素濃度が高いほど燃焼速度は速くなります。
- 消火における酸素濃度: 酸素濃度が一定以下（通常15%程度）になると、燃焼は維持できなくなります。これが、窒息消火の原理です。
例えば、プロパンガスの完全燃焼に必要な酸素量は、化学反応式から計算することができます。
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O この式から、プロパンガス1molあたり、5molの酸素が必要であることがわかります。このように、化学反応式を理解しておくと、理論酸素量に関する問題を解く上で役立ちます。
まとめ
- 酸素は無色・無臭の気体で、燃焼を助ける支燃性物質である。
- 酸素自体は燃えない。
- 燃焼の三要素における「酸素供給源」として重要。
- 酸素の遮断は効果的な消火方法の一つ。
- 理論酸素量に関する計算問題に注意。
酸素は、火災の危険性を理解する上で欠かせない要素です。乙4試験対策として、酸素の性質と役割をしっかりと理解し、関連する知識を習得しておきましょう。