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有機化合物の官能基と性質(酸性・塩基性・溶解性)|作業環境測定士

編集部

官能基の構造式や水溶性で引っかかりますよね。カルボキシ基-COOHは酸性、アミノ基-NH₂は塩基性。トルエンやベンゼンは無極性で水に溶けにくいです。

この記事の要点

官能基は形と性質がセットになります。カルボキシ基-COOH(カルボン酸・酸性)、アミノ基-NH₂(アミン・塩基性)、ヒドロキシ基-OH、アルデヒド基-CHO、エーテル基-O-、アゾ基-N=N-

フェノールは弱酸性、アニリンは弱塩基性、トルエンやベンゼンは水に溶けにくい(無極性)。エタノールの酸化でアセトアルデヒド・酢酸が生じます。

分析の対象物質は有機化合物が多く、その官能基や性質は分析に関する概論の問3でほぼ毎年問われます。

官能基の構造式、酸性・塩基性、水への溶けやすさの取り違えが引っかけの中心です。

カルボキシ基-COOHは酸性、アミノ基-NH₂は塩基性。トルエン・ベンゼンは無極性で水に溶けにくいです。

主な官能基と構造

官能基構造例・性質
ヒドロキシ基-OHアルコール、フェノール
カルボキシ基-COOHカルボン酸(酢酸・プロピオン酸)。酸性
アルデヒド基-CHOアセトアルデヒドなど
カルボニル基-CO-(>C=O)ケトン(アセトン)
エーテル基-O-ジメチルエーテルなど
アミノ基-NH₂アミン(アニリン)。塩基性
ニトリル基-CNアクリロニトリルなど
アゾ基-N=N-アゾ化合物(染料など)

引っかけの定番は、アゾ基を-NH₂とする(-NH₂はアミノ基、アゾ基は-N=N-)、エーテルをCO基とする(エーテルは-O-、COはカルボニル)です。

酸性・塩基性

  • 酸性…カルボン酸(酢酸・プロピオン酸)。フェノールは弱酸性(「アルカリ性」とするのは誤り)。
  • 塩基性…アミン。アニリンは弱塩基性

溶解性(水に溶けやすい・溶けにくい)

  • 水に溶けやすい(極性が高い)…アセトン、酢酸、メタノール、エタノールなど。
  • 水に溶けにくい(無極性)トルエン、ベンゼン、ヘキサン、四塩化炭素など。これらは有機溶媒(クロロホルム等)に溶けやすい。

「トルエンは水によく溶ける」「ベンゼンの水への溶解度はクロロホルムへの溶解度より大きい」とするのは誤りです(いずれも無極性で水に溶けにくい)。

酸化で生じる物質

アルコールの酸化は頻出です。エタノール → アセトアルデヒド → 酢酸イソプロピルアルコール → アセトントルエン → 安息香酸フェノール → キノン。「ジメチルエーテルは酢酸の酸化で得られる」のような誤った組合せに注意します。

混同しやすいところ

アゾ基 と アミノ基

アゾ基は-N=N-、アミノ基は-NH₂です。構造式を取り違えないようにします。

フェノール の液性

フェノールは弱酸性です(アルカリ性ではありません)。アニリンは弱塩基性です。

水溶性 と 無極性

トルエン・ベンゼンは無極性で水に溶けにくく、有機溶媒に溶けやすいです。アセトン・酢酸は水によく溶けます。

過去問でどう問われたか

有機化合物は、分析に関する概論の問3で6回連続(令和5年8月〜令和8年2月)出題されています。官能基・液性・溶解性・酸化が中心です。

年度問われ方・引っかけ
令和8年2月問3「トルエンは水によく溶ける」とした選択肢が誤り(無極性で水に難溶)。
令和7年8月問3アゾ基の構造を「-NH₂」とした選択肢が誤り(-N=N-)。
令和7年2月問3「ベンゼンの水への溶解度はクロロホルムへの溶解度より大きい」とした選択肢が誤り。
令和6年8月問3「ジメチルエーテルは酢酸の酸化で得られる」とした選択肢が誤り。
令和6年2月・令和5年8月問3「エーテルはCO基をもつ」「フェノールの水溶液はアルカリ性」とした選択肢が誤り。

引っかけは次の型に整理できます。

  • 官能基の構造式を取り違える(アゾ基-N=N-、エーテル-O-)。
  • 液性を間違える(フェノールは弱酸性)。
  • 無極性物質を水溶性とする(トルエン・ベンゼンは水に難溶)。
  • 酸化生成物の組合せを誤る(エタノール→酢酸など)。

カルボキシ基-COOHは酸性、アミノ基-NH₂は塩基性、アゾ基は-N=N-。フェノールは弱酸性、トルエン・ベンゼンは水に難溶です。

理解度チェック

問題:トルエンは水によく溶ける。

〇か×か。

答えを見る

答え:×

トルエンは無極性で水に溶けにくく、有機溶媒に溶けやすい物質です(令和8年2月 分析概論 問3の論点)。

問題:アゾ基の構造式は-NH₂である。

〇か×か。

答えを見る

答え:×

アゾ基は-N=N-です。-NH₂はアミノ基です(令和7年8月 分析概論 問3の論点)。

問題:フェノールの水溶液はアルカリ性を示す。

〇か×か。

答えを見る

答え:×

フェノールの水溶液は弱酸性です。塩基性を示すのはアニリンなどのアミンです(令和5年8月 分析概論 問3の論点)。

まとめ

官能基は形と性質がセットになります。カルボキシ基-COOHは酸性、アミノ基-NH₂は塩基性、アゾ基は-N=N-。

フェノールは弱酸性、アニリンは弱塩基性、トルエン・ベンゼンは無極性で水に溶けにくい。エタノールの酸化でアセトアルデヒド・酢酸が生じます。

問3で毎年問われる引っかけは、官能基の構造式、液性、溶解性、酸化生成物です。

参考資料

  • 有機化合物の官能基(カルボキシ基-COOH=酸性、アミノ基-NH₂=塩基性、ヒドロキシ基-OH、アルデヒド基-CHO、エーテル基-O-、ニトリル基-CN、アゾ基-N=N-)、液性(フェノール=弱酸性、アニリン=弱塩基性)、溶解性(トルエン・ベンゼン=無極性で水に難溶)、酸化(エタノール→アセトアルデヒド→酢酸 等)は、有機化学の基礎による。
  • 過去問の問われ方は、安全衛生技術試験協会の公表試験問題(分析に関する概論 問3、令和5年8月〜令和8年2月)にもとづく・公表正答。

この記事を書いた人

作業環境測定士 独学ノート 編集部

作業環境測定士試験を独学で受ける人のための学習ノートの編集部です。