問7
液体のトルエン 3.0 mgを捕集袋内の清浄空気中で完全に気化させて、トルエンの標準ガス 100 Lを調製した。その濃度として、正しい値に最も近いものは次のうちどれか。ただし、トルエンのモル質量は92 g･mol⁻¹とし、気体定数を0.082 atm L mol⁻¹K⁻¹とする。また、調製した標準ガスの温度は 25 ℃、圧力は1気圧とする。
- (1)2 ppm
- (2)4 ppm
- (3)6 ppm
- (4)8 ppm
- (5)10 ppm
正答 (4)
トルエンの物質量を求め、25℃・1気圧での体積に直してから、100 L に対する割合を出します。
トルエンの物質量 ＝ 3.0 × 10⁻³ g ÷ 92 g/mol ≒ 3.26 × 10⁻⁵ mol
気体の体積 ＝ 3.26 × 10⁻⁵ mol × 0.082 × 298 L/mol ≒ 7.97 × 10⁻⁴ L
濃度 ＝ 7.97 × 10⁻⁴ L ÷ 100 L ≒ 8.0 × 10⁻⁶ ＝ 8 ppm
よって、最も近いのは（4）です。
この問題で狙われた罠：捕集袋による標準ガス調製（計算）
液体の質量→mol→25℃で24.45L/molを掛けて蒸気の体積→希釈空気の体積で割ってppm。
なぜ？
デザイン・サンプリングの濃度換算と同じ計算。
出典：公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題（令和5年度 第2回・2024年2月実施）