2019년 위험물산업기사실기 1회

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18(저장·취급 기준)은 압력탱크가 아닌 옥외·옥내·지하저장탱크에 특수인화물을 저장할 때의 온도를 정한다.

• 다이에틸에터 — 30℃ 이하로 유지한다.
• 아세트알데하이드 — 끓는점이 약 21℃로 낮고 쉽게 산화되므로 더 엄격한 15℃ 이하로 유지한다.
• 산화프로필렌 — 다이에틸에터와 같이 30℃ 이하로 유지한다.

혼동 주의: 압력탱크에 저장하면 세 물질 모두 40℃ 이하가 적용되므로 탱크 종류부터 확인한다.

①: 제4류, 제5류 위험물
②: 제2류, 제3류, 제5류 위험물
③: 제1류 위험물

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반 혼재기준상, 서로 섞어 실을 수 있는 유별 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5 다섯 가지뿐이다.

• 제2류(가연성고체)는 제4류, 제5류와 혼재할 수 있다.
• 제4류(인화성액체)는 제2류, 제3류, 제5류와 혼재할 수 있다.
• 제6류(산화성액체)는 제1류(산화성고체)와만 혼재할 수 있다.

외우는 요령: '4-2-3, 5-2-4, 6-1'로 묶어 외운다. 지정수량의 1/10 이하이면 이 혼재기준을 적용하지 않는다.

[해설]

인화점이 11℃이고 흡입하면 시신경을 마비시켜 실명까지 일으키는 물질은 메틸알코올(CH₃OH)이다. 몸속에서 폼알데하이드·폼산으로 바뀌면서 시신경을 손상시킨다.

품명은 제4류 알코올류이고, 수용성 여부와 상관없이 지정수량 400L를 적용한다.

혼동 주의: 에틸알코올은 인화점이 13℃이고 시신경 독성이 없다.

P₄ + 5O₂ → 2P₂O₅

[해설]

황린(P₄)은 발화점이 34℃로 낮아 공기 중에서 자연발화하는 제3류 위험물(자연발화성 물질)이며, 이 때문에 pH 9 정도의 물속에 저장한다.

연소하면 흰 연기 형태의 유독한 오산화인(P₂O₅)이 생기고, 반응식은 $\mathrm{P_4} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5}$이다.

황린은 P가 아니라 P₄ 분자로 존재한다는 점을 놓치면 계수가 어긋난다. P 4개와 O 10개를 좌우로 맞추면 산소 5분자·오산화인 2분자가 나온다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준의 할로젠화합물소화설비 기준은 분사헤드의 방사압력을 약제별로 정한다.

• 하론 2402 — 0.1MPa 이상이며, 상온에서 액체라 세 약제 중 가장 낮다.
• 하론 1211 — 0.2MPa 이상이다.
• 하론 1301 — 0.9MPa 이상이며, 끓는점이 약 −58℃로 가장 쉽게 기화해 가장 높다.

외우는 요령: 액체에 가까운 2402부터 가장 쉽게 기화하는 1301 순으로 0.1 → 0.2 → 0.9MPa로 커진다.

①: 3
②: 5
③: 9
④: 12
⑤: 15
⑥: 당해 탱크의 수평단면의 최대지름(가로형인 경우에는 긴 변)과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상(다만, 30m 초과의 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고, 15m 미만의 경우에는 15m 이상으로 하여야 한다)

[해설]

구간별 공지 너비는 3 → 5 → 9 → 12 → 15m로, 500배·1,000배·2,000배·3,000배·4,000배가 경계다.

4,000배를 초과하면 고정값이 아니라 탱크 크기로 정한다 — 수평단면의 최대지름과 높이 중 큰 값 이상, 다만 상한 30m·하한 15m로 제한한다.

①: CH₃CHO(아세트알데하이드)

②: 분자량 = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = $\frac{44}{28.84}$ = 1.526(≒1.53)

③: 40℃ 이하

[해설]

에틸렌을 PdCl₂·CuCl₂ 촉매로 산화시키면(왁커법) 특수인화물인 아세트알데하이드(CH₃CHO)가 생긴다.

증기비중은 분자량을 공기 평균분자량으로 나눈 값이다.
분자량 = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = 44 ÷ 28.84 ≒ 1.53

위험물안전관리법 시행규칙에 따라 아세트알데하이드등을 보냉장치가 없는 이동저장탱크에 저장할 때는 40℃ 이하를 유지해야 한다. 보냉장치가 있으면 비점 이하로 유지한다.

[해설]

트라이나이트로톨루엔(TNT)은 톨루엔에 나이트로기 3개가 붙은 제5류 위험물(나이트로화합물)이다.

구조식은 벤젠고리에 -CH₃를 하나 그리고, 그 양옆 두 곳(오쏘)과 맞은편 한 곳(파라)에 -NO₂를 하나씩 붙인다.

톨루엔과 질산을 황산 촉매로 반응시키는 나이트로화 반응으로 만들며, 황산은 촉매이자 생성된 물을 빼앗는 탈수제다.
C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂CH₃(NO₂)₃ + 3H₂O

784L

[해설]

반응식의 계수 비와 표준상태 기체 1몰 = 22.4L로 구한다. 우변의 H₂O·N₂·O₂가 모두 기체(↑)이므로 질산암모늄 2몰이 반응하면 기체 7몰이 생긴다.

질산암모늄 몰수 = 800g ÷ 80g/mol = 10mol
기체 몰수 = 10mol × 7/2 = 35mol
기체 부피 = 35mol × 22.4L/mol = 784L

혼동 주의: 수증기(4H₂O)를 빼고 계산하면 기체가 15몰, 336L가 되어 틀린다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 7은 옥내저장탱크의 밸브 없는 통기관이 인화성 증기를 건물 안이나 이웃 부지로 흘려보내지 않도록 끝부분의 위치를 정한다.

• 개구부 이격 — 창·출입구 같은 개구부로부터 1m 이상 떨어진 옥외에 둔다.
• 높이 — 증기가 지면 가까이 고이지 않도록 지면에서 4m 이상 높이에 둔다.
• 부지경계선 이격 — 인화점 40℃ 미만 위험물의 탱크라면 부지경계선으로부터 1.5m 이상 떨어뜨린다.

혼동 주의: 부지경계선 1.5m 조건은 인화점 40℃ 미만인 탱크에만 붙는 단서다.

P₄S₃, P₂S₅, P₄S₇

[해설]

황화인은 제2류 위험물(가연성고체)로, 인과 황이 결합한 비율에 따라 세 가지가 있다.

• 삼황화인 P₄S₃ — 이름에 붙은 숫자는 황 원자 수다.
• 오황화인 P₂S₅ — 셋 중 이것만 인 원자가 2개다.
• 칠황화인 P₄S₇ — 인 원자가 삼황화인과 같은 4개다.

세 물질 모두 지정수량이 100kg이다. 오황화인과 칠황화인은 물과 반응하면 유독한 황화수소(H₂S)를 낸다.

[해설]

지정수량 배수의 합은 품명마다 저장량 ÷ 지정수량을 구해 모두 더한 값이다.

지정수량은 황 100kg, 철분 500kg, 질산염류 300kg이다.

배수 합 = 100/100 + 500/500 + 600/300
= 1 + 1 + 2 = 4

합이 1 이상이면 지정수량 이상 저장으로 보아 위험물안전관리법 규제를 받는다.

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

[해설]

인화알루미늄(AlP)은 금속의 인화물인 제3류 금수성물질이다. 물과 만나면 수산화알루미늄과, 맹독성이면서 불에 타는 가스인 포스핀(PH₃)을 낸다.

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

Al은 3가라 OH가 3개 붙으므로 물의 계수는 3이다. 혼동 주의: 인화칼슘(Ca₃P₂)은 물 6몰과 반응해 포스핀 2몰을 낸다.

[해설]

탄화칼슘(카바이드, CaC₂)은 제3류 위험물(칼슘의 탄화물)로 물과 반응해 가연성 기체인 아세틸렌을 발생시키고, 이 아세틸렌은 산소와 반응하여 완전연소한다.

①: $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$
②: $\mathrm{2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O}$

②는 산소가 $\dfrac{5}{2}$가 되는 분수 계수를 피하려고 전체를 2배 한 것으로, 정수 계수로 맞추는 것이 채점 포인트다.