「燃焼計算が全然わからない…」「化学式を見ただけで頭が真っ白になる…」
そんな悩みを抱えている公害防止管理者受験生の皆さん、安心してください。実は燃焼計算問題は一度コツを掴めば最も得点しやすい分野なのです。
この記事では、文系出身者や計算が苦手な方でも確実に燃焼計算問題をマスターできる具体的な攻略法をお伝えします。
なぜ燃焼計算で挫折してしまうのか？
多くの受験生が燃焼計算でつまずく理由は以下の3つです：
化学式に対する苦手意識
「C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O」のような化学式を見ると、化学の知識がないと難しく感じてしまいます。
計算手順が複雑に見える
理論酸素量、理論空気量、所要空気量、燃焼ガス量…専門用語が多くて混乱しがちです。
出題パターンを理解していない
実は燃焼計算問題の出題パターンは限られているのに、それを知らずに闇雲に勉強している方が多いのです。
燃焼計算問題攻略の「黄金の3ステップ」
実際に燃焼計算問題を解く際は、この3ステップを順番に進めるだけです：
ステップ1：燃焼式を立てる
まず覚えておくべき基本ルールは4つだけ：
- 硫黄（S）は燃焼するとSO₂になる
- 炭素（C）は燃焼するとCO₂になる
- 水素（H）は燃焼するとH₂Oになる
- 1molの気体は22.4L（1000molで22.4m³）
ステップ2：必要な値を計算する
- 理論酸素量：燃焼に必要な酸素の量
- 理論空気量：燃焼に必要な空気の量（理論酸素量÷0.21）
- 所要空気量：実際に供給された空気量（理論空気量×空気比）
ステップ3：求められている値を導出する
- 湿り燃焼ガス量：生成した全ガス（水蒸気含む）＋窒素
- 乾き燃焼ガス量：湿り燃焼ガス量－水蒸気
- 濃度計算：対象ガス量÷総ガス量
液体・固体燃料の攻略公式【丸暗記推奨】
液体・固体燃料（重油など）の計算では、以下の公式を丸暗記することで確実に解けます：
基本公式
理論酸素量： O₀ = 1.87c + 5.6h + 0.7s
理論空気量： A₀ = (1.87c + 5.6h)/0.21
※燃料1kg中の炭素、水素、硫黄分をそれぞれ、c、h、s（kg）と表します。
一般に燃料中の硫黄分の比率は小さいので硫黄分sは通常省略可能
燃焼ガス量：
- 湿り燃焼ガス量： G = mA₀ + 5.6h
- 乾き燃焼ガス量： G’ = mA₀ – 5.6h
濃度計算：
- CO₂濃度： 1.87c/G’
- SO₂濃度： 0.7s/G’
G’は乾き燃料ガス量です。
気体燃料の攻略テクニック
プロパン、メタン、エタンなどの気体燃料では、化学式から直接計算できます。
よく出る気体燃料の化学式
- メタン： CH₄
- エタン： C₂H₆
- プロパン： C₃H₈
- ブタン： C₄H₁₀
解法のコツ
- まず完全燃焼式を立てる（式の左右の原子の数を合わせる。酸素・水素以外の元素→水素→酸素の順に合わせると解きやすい）
- 必要な理論酸素量を求める
- 空気比から実際の空気量を計算
- 窒素量（79%）と生成ガス量を合計
実践！過去問レベルの例題
例題：エタンの燃焼計算
問題： エタン1m³を空気比1.17で完全燃焼させたとき、湿り燃焼ガス量は？
解答手順：
- エタンの燃焼式：C₂H₆ + 3.5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
- エタン燃焼に利用された理論酸素量：3.5m³
- 残ったガスのうち、二酸化炭素と水蒸気の量はそれぞれ2と3で既知なので、残った窒素の量を求める。そのために空気量を計算する。理論酸素量の供給に必要な理論空気量：3.5÷0.21 = 16.7m³
- 空気比をかけると所要空気量：16.7×1.17 = 19.5m³
- 窒素量：19.5×0.79 = 15.4m³
- よって、湿り燃焼ガス量：2(CO₂) + 3(H₂O) + 15.4(N₂) = 20.4m³
答え：約20m³
効率的な勉強法とおすすめ教材
勉強のポイント
- 公式は完全暗記：理屈より先にパターンを覚える
- 過去問を繰り返し解く：出題パターンは限られている
- 間違いノートを作成：同じミスを繰り返さない
- 計算手順を固定化：毎回同じ順序で解く
おすすめ教材
よくある間違いと対策
間違い1：化学式の作成ミス
対策： 炭素→水素→酸素の順で必ず数を合わせる
間違い2：空気組成の勘違い
対策： 酸素21%、窒素79%は確実に暗記
間違い3：単位の変換ミス
対策： m³、L、molの関係を整理しておく
間違い4：湿り・乾きガスの混同
対策： 水蒸気が含まれるかどうかで判断
まとめ：燃焼計算は「得点源」にできる！
燃焼計算問題は確かに最初は難しく感じますが、一度パターンを覚えてしまえば確実に得点できる分野です。
重要なのは：
- 基本公式の完全暗記
- 解法手順の固定化
- 過去問での実践練習
文系出身者でも、この記事の攻略法を実践すれば必ず燃焼計算問題をマスターできます。諦めずに繰り返し練習して、合格を掴み取ってください！
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