令和7年度 大気有害物質特論 問4は、ガス吸着に関する用語とその説明の組合せに関する問題です。誤っているものを選びます。
吸着等温線（一定温度でのガス濃度と平衡吸着量の関係）、ラングミュアーの式（単分子層吸着を仮定した式）、脱着（吸着剤から気相へ戻ること）、破過曲線（充塡層出口濃度の時間変化）といった基本用語の意味が並びます。分かれ目は、破過点をどの時点と定義するかです。破過点は、充塡層が吸着しきれなくなって出口に被吸着物質が漏れ始め、許容できる限度に達した時点を指します。「出口濃度が入口濃度に等しくなった点」と書かれていたら、それは吸着がまったく効かなくなった終点であって、破過点ではありません。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(5)（誤っている記述）
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 吸着等温線は一定温度におけるガス濃度と、それと平衡な吸着量の関係を表すという正しい記述です。 |
| (2) | ○（正しい） | ラングミュアーの式は吸着層が単分子層から成ると仮定して導かれた式という正しい記述です。 |
| (3) | ○（正しい） | 脱着は被吸着物質が吸着剤から離れて気相へ出てくることという正しい記述です。 |
| (4) | ○（正しい） | 破過曲線は充塡層出口流体中の被吸着物質濃度の時間変化を表す曲線という正しい記述です。 |
| (5) | ×（誤り） | 破過点を「出口濃度が入口濃度に達した点」とした点が誤りです。それは吸着が尽きた終点で、破過点は出口に漏れ始め許容限度に達した点です。 |
吸着剤の充塡層にガスを通し続けると、はじめは出口に被吸着物質がほとんど出てきませんが、層が飽和に近づくと出口濃度が立ち上がってきます。この出口濃度の時間変化を描いたのが破過曲線で、破過点はその曲線上で出口に被吸着物質が漏れ始め、あらかじめ決めた許容濃度に達した時点を指します。選択肢(5)はこれを「出口濃度が入口濃度に達した点」とすり替えている点が誤りです。出口濃度が入口濃度に等しくなるのは吸着がもはや効かなくなった終点（飽和の状態）であり、運転を止める目安となる破過点とは別の時点です。
破過点とは、吸着層のどんな状態を指す？
出口に被吸着物質が漏れ始め、許容できる限度に達した時点です。運転を止める目安になります。出口濃度が入口濃度に等しくなった終点ではありません。
ラングミュアーの式はどんな吸着を仮定して導かれた？
吸着層が単分子層から成ると仮定して導かれています。表面が一層だけ被吸着物質で覆われるモデルです。
この問題に関連する用語解説
出典
※ この記事の確認日：2026年6月