2019년 위험물산업기사실기 2회

2(C₂H₅)₃Al + 21O₂ → Al₂O₃ + 12CO₂ + 15H₂O

[해설]

트리에틸알루미늄은 제3류 자연발화성물질로, 공기 중 산소와 반응해 산화알루미늄·이산화탄소·물을 만든다.

연소반응식은 다음과 같다.
2(C₂H₅)₃Al + 21O₂ → Al₂O₃ + 12CO₂ + 15H₂O

계수는 탄소 12개에서 12CO₂, 수소 30개에서 15H₂O로 정한다. 생성물 쪽 산소 원자는 3 + 24 + 15 = 42개이므로 산소 계수는 21O₂이다.

㉠ 불활성가스 소화설비: ②, ④ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제4류 위험물)

㉡ 옥외소화전설비: ②, ③, ⑤, ⑥ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제3류 위험물(금수성 물질 제외), 제5류 위험물, 제6류 위험물)

㉢ 포소화설비: ②, ③, ④, ⑤, ⑥ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제3류 위험물(금수성 물질 제외), 제4류 위험물, 제5류 위험물, 제6류 위험물)

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성 표에서 나온 답이다.

• 불활성가스 소화설비 — 산소를 차단해 끄는 질식 위주 설비라 인화성 고체와 제4류(인화성 액체)에만 적응성이 있다.
• 옥외소화전설비 — 물을 뿌리는 방식이다. 물 위에 뜬 기름이 번지므로 제4류에는 적응성이 없고, 인화성 고체·제3류(금수성 제외)·제5류·제6류에 쓴다.
• 포소화설비 — 냉각과 질식을 함께 하므로 제4류까지 포함해 적응 범위가 가장 넓다.

혼동 주의: 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응해 산소를 내놓으므로 세 설비 모두 적응성이 없다. 이 물질은 탄산수소염류 분말·마른모래 등으로 끈다.

86.02m³

P₄ + 5O₂ → 2P₂O₅

황린 20kg 몰수 $=\frac{20000}{124}=161.2903$ mol

산소 몰수 $=161.2903\times 5=806.4515$ mol

산소 부피 $=806.4515\times 22.4=18,064.5136$ L

공기 중 산소량 21%이므로 $\frac{18,064.5136}{0.21}=86,021.493$ L = 86.02m³

[해설]

황린(P₄)의 연소반응식에서 필요한 산소량을 구한 뒤, 공기 중 산소 비율 21%로 나누어 공기 부피로 환산한다.

$\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$
황린 몰수 $=\dfrac{20000}{124}=161.29\ \mathrm{mol}$
산소 몰수 $=161.29\times5=806.45\ \mathrm{mol}$
산소 부피 $=806.45\times22.4=18064.5\ \mathrm{L}$
공기 부피 $=\dfrac{18064.5}{0.21}=86021.5\ \mathrm{L}=86.02\ \mathrm{m^3}$

반응식의 산소 계수 5를 몰수에 곱한 뒤 21%로 나누는 순서를 지켜야 하며, L에서 m³로의 단위 환산을 빠뜨리지 않아야 한다.

①: 2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O
②: $V = \frac{2 \times 0.082 \times 573}{0.9} = 104.413$ → 104.41L

[해설]

질산암모늄은 가열이나 충격을 받으면 질소·산소·수증기로 분해되며, 원자 수를 맞춘 반응식은 아래와 같다.
2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O

질산암모늄 2mol이 분해하면 H₂O가 4mol 생기므로, 1mol이 분해하면 H₂O는 2mol이다. 이 부피는 이상기체 상태방정식으로 구한다.

V = nRT/P
V = 2 × 0.082 × (300 + 273) / 0.9
V ≈ 104.41L

혼동 주의: 온도는 반드시 절대온도로 바꿔 대입한다(300℃ → 573K).

인화점이 100℃ 이상인 제4류 위험물이다

[해설]

고인화점위험물은 인화점이 100℃ 이상인 제4류 위험물을 말하며, 상온에서 인화 위험이 낮아 제조소등의 안전거리·보유공지 등 일부 기준이 완화 적용되는 근거가 된다.

정의에서 '제4류 위험물'이라는 대상과 '100℃ 이상'이라는 인화점 기준 두 가지를 모두 포함해야 정답으로 인정된다.

①: 10배
②: 0.3m
③: 6m
④: 4m
⑤: 3m
⑥: 55℃

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18의 옥내저장소 저장기준이다.

• 자연발화 등의 우려가 큰 위험물은 지정수량의 10배 이하마다 나누어 쌓고, 불이 옮겨붙지 않도록 서로 0.3m 이상 띄운다.
• 기계로 하역하는 구조의 용기는 쓰러질 위험이 적어 6m까지 쌓을 수 있다.
• 제3석유류·제4석유류·동식물유류는 인화점이 높아 4m까지 쌓을 수 있다.
• 그 밖의 경우에는 3m를 넘게 쌓지 않는다.
• 용기에 수납해 저장하는 위험물의 온도는 55℃를 넘지 않게 한다.

외우는 요령: 겹쳐 쌓는 높이는 기계 하역 6m, 인화점 높은 유류 4m, 그 밖 3m 순으로 줄어든다.

①: 아염소산염류, 염소산염류, 과염소산염류, 무기과산화물 중 3가지

②: 브로민산염류, 아이오딘산염류, 질산염류 중 2가지

③: 황화인, 적린, 황 중 2가지

④: 제1석유류, 알코올류

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 위험등급 기준에 따른 품명이다.

• 제1류 위험등급 I은 지정수량 50kg인 아염소산염류·염소산염류·과염소산염류·무기과산화물이다.
• 제1류 위험등급 II는 지정수량 300kg인 브로민산염류·아이오딘산염류·질산염류이다.
• 제2류 위험등급 II는 지정수량 100kg인 황화인·적린·황이다.
• 제4류 위험등급 II는 제1석유류와 알코올류 두 가지뿐이다.

외우는 요령: 제1류는 지정수량 50kg이면 I등급, 300kg이면 II등급이고, 제4류 특수인화물은 I등급이라 II등급에 넣지 않는다.

①: C₂H₅OH
②: 400L
③: C₂H₅OC₂H₅

[해설]

증기에 마취성이 있고, 아이오딘포름 반응을 하며, 산화하면 아세트알데하이드가 되는 물질은 에틸알코올(C₂H₅OH)이다.

• 화학식 — 에탄올의 화학식은 C₂H₅OH이다.
• 지정수량 — 제4류 알코올류에 속하므로 400L이다.
• 축합 생성물 — 진한 황산이 촉매로 작용해 에탄올 두 분자가 물 한 분자를 내놓고 결합(분자간 탈수)하면 다이에틸에터가 된다.

반응식은 아래와 같고, 생성물인 다이에틸에터는 지정수량이 50L인 특수인화물이다.
2C₂H₅OH → C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

혼동 주의: 약 140℃에서는 다이에틸에터가 생기지만, 170℃ 부근에서는 한 분자 안에서 물이 빠지는 분자내 탈수가 일어나 에틸렌(C₂H₄)이 생긴다.

①: 2000L
②: 1000L
③: 50L
④: 400L

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 제4류 위험물은 인화점으로 품명을 나누고, 석유류는 수용성 여부에 따라 지정수량이 다시 갈린다.

• 중유 — 제3석유류(비수용성)라 2,000L.
• 경유 — 제2석유류(비수용성)라 1,000L.
• 다이에틸에터 — 특수인화물이라 50L.
• 아세톤 — 제1석유류(수용성)라 400L.

외우는 요령: 특수인화물에서 제4석유류로 갈수록 지정수량이 커지고, 같은 석유류면 수용성이 비수용성의 2배다.

①: 제2류, 제3류, 제4류, 제5류 위험물
②: 제1류, 제3류, 제6류 위험물
③: 제1류, 제2류, 제5류, 제6류 위험물
④: 제1류, 제6류 위험물
⑤: 제1류, 제3류, 제6류 위험물
⑥: 제2류, 제3류, 제4류, 제5류 위험물

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반 시 혼재 기준을 따른다. 함께 실을 수 있는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5뿐이고 나머지는 모두 혼재할 수 없다.

• 제1류는 제6류와만 실을 수 있으므로 제2·3·4·5류와 혼재할 수 없다.
• 제2류는 제4·5류와만 실을 수 있으므로 제1·3·6류와 혼재할 수 없다.
• 제3류는 제4류와만 실을 수 있으므로 제1·2·5·6류와 혼재할 수 없다.
• 제4류는 제2·3·5류와 실을 수 있으므로 제1·6류와만 혼재할 수 없다.
• 제5류는 제2·4류와 실을 수 있으므로 제1·3·6류와 혼재할 수 없다.
• 제6류는 제1류와만 실을 수 있으므로 제2·3·4·5류와 혼재할 수 없다.

외우는 요령: "4-2-3, 5-2-4, 6-1"로 외운다. 지정수량의 1/10 이하인 위험물에는 이 기준을 적용하지 않는다.

①: 칼륨 - 제3류, 10kg
②: 황린 - 제3류, 20kg
③: 질산 - 제6류, 300kg
④: 질산염류 - 제1류, 300kg
⑤: 아조화합물 - 제5류, 10kg(제1종)/100kg(제2종)
⑥: 나이트로화합물 - 제5류, 10kg(제1종)/100kg(제2종)

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1의 유별·지정수량 기준이다.

• 칼륨은 금수성 물질인 제3류이며 지정수량 10kg이다.
• 황린은 자연발화성 물질인 제3류이며 지정수량 20kg이다.
• 질산은 산화성 액체인 제6류이며 지정수량 300kg이다.
• 질산염류는 산화성 고체인 제1류이며 지정수량 300kg이다.
• 아조화합물·나이트로화합물은 자기반응성 물질인 제5류이며 제1종 10kg, 제2종 100kg이다.

혼동 주의: 질산(제6류)과 질산염류(제1류)는 이름이 비슷하지만 유별이 다르다. 제5류는 2024.7.30 개정으로 품명별 수량이 폐지되고 위험성 시험 결과인 제1종 10kg·제2종 100kg으로 나뉜다.

①②③④

[해설]

유별이 다른 위험물을 1m 이상 간격을 두고 함께 저장할 수 있는 조합은 시행규칙에서 정한 특정 예외에 한정되며, ①~④는 각각 그 예외 조합에 해당하지만 ⑤는 해당하지 않는다.

• ① 제1류(알칼리금속의 과산화물 제외)와 제5류 – 예외 조합에 해당
• ② 제1류와 제6류 – 예외 조합에 해당
• ③ 제3류 중 자연발화성물질(황린)과 제1류 – 예외 조합에 해당
• ④ 제2류 중 인화성고체와 제4류 – 예외 조합에 해당
• ⑤ 황은 인화성고체가 아니므로 제4류와의 혼재 예외에 해당하지 않음

④와 ⑤를 가르는 핵심은 '인화성고체'라는 한정 조건이며, 제2류 중에서도 황·철분 등 일반 품명은 이 예외에 포함되지 않는다는 점이 자주 틀리는 지점이다.

①: 샐
②: 50m
③: 정전기
④: 200L
⑤: 23mm
⑥: 0.3MPa

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 10의 이동탱크저장소 주입설비 기준으로, 누설과 정전기 착화를 막는 것이 핵심이다.

• 구조 — 위험물이 샐 우려가 없고 화재예방상 안전해야 한다.
• 길이 — 주입설비는 50m 이내로 하고, 끝부분에 쌓이는 정전기를 제거하는 장치를 단다.
• 배출량 — 분당 200L 이하로 해 유속에 따른 정전기 발생을 줄인다.
• 주입호스 — 내경 23mm 이상, 0.3MPa 이상의 압력에 견디고 필요 이상 길지 않아야 한다.

외우는 요령: 길이 50m·배출 200L·내경 23mm·내압 0.3MPa을 한 묶음으로 기억한다.