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

[해설]

트리에틸알루미늄((C₂H₅)₃Al)은 제3류 자연발화성물질로, 공기 중 산소와 반응해 산화알루미늄·이산화탄소·물을 생성하며 이 반응열이 자연발화의 원인이 된다.

$\mathrm{2(C_2H_5)_3Al + 21O_2 \rightarrow Al_2O_3 + 12CO_2 + 15H_2O}$

생성물에 Al₂O₃가 포함된다는 점과 산소 계수 21을 정확히 맞추는 것이 채점 포인트다.

㉠ 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]

불활성가스 소화설비는 질식소화 방식이라 제2류 중 인화성 고체와 제4류 위험물에만 적응성이 있다.

옥외소화전설비는 물 주수 방식이므로 제4류 위험물에는 적응성이 없고, 제2류 중 인화성 고체·제3류(금수성 물질 제외)·제5류·제6류에 적응성이 있다.

포소화설비는 냉각과 질식을 함께 하므로 제4류까지 포함해 적응 범위가 가장 넓다. 제1류 중 알칼리금속의 과산화물과 제3류 금수성 물질은 물·포와 반응하므로 세 설비 모두 적응성이 없다.

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]

반응식에서 질산암모늄 2mol당 H₂O 4mol이 생기므로, 1mol이 분해하면 H₂O는 2mol이다.

이상기체상태방정식 V = nRT/P에 n = 2, R = 0.082, T = 300 + 273 = 573K, P = 0.9atm을 대입하면 104.413L, 반올림하면 104.41L이다.

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]

옥내저장소 저장기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표18)

· 자연발화 우려가 있거나 재해가 현저히 증대할 우려가 있는 위험물을 다량 저장할 때는 지정수량 10배 이하마다 구분하고 상호간 0.3m 이상의 간격을 둔다.
· 겹쳐 쌓는 높이: 기계 하역 구조 용기 6m, 제4류 중 제3석유류·제4석유류·동식물유류 4m, 그 밖의 경우 3m를 초과할 수 없다. 제3석유류든 동식물유류든 모두 4m로 같다.
· 용기에 수납하여 저장하는 위험물의 온도는 55℃를 넘지 않도록 한다.

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

②: 브로민산염류, 아이오딘산염류, 질산염류 중 2가지

③: 황화인, 적린, 황 중 2가지

④: 제1석유류, 알코올류

[해설]

위험등급 I: 제1류 중 아염소산염류·염소산염류·과염소산염류·무기과산화물, 제3류 중 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬·황린, 제4류 중 특수인화물, 제5류 중 지정수량 10kg인 품명, 제6류 전부

위험등급 II: 제1류 중 브로민산염류·아이오딘산염류·질산염류, 제2류 중 황화인·적린·황, 제3류 중 알칼리금속(칼륨·나트륨 제외)·알칼리토금속·유기금속화합물, 제4류 중 제1석유류·알코올류, 제5류 중 위험등급 I 외의 것

위 품명에 들지 않는 나머지는 모두 위험등급 III이다.

①: C₂H₅OH
②: 400L
③: C₂H₅OC₂H₅

[해설]

보기의 마취성 증기, 아이오딘포름 반응, 산화 시 아세트알데하이드 생성 등의 특징은 에틸알코올(에탄올)의 전형적인 성질이다.

에탄올은 제4류 알코올류로 지정수량은 400L이며, 진한 황산 촉매 하에서 두 분자가 축합(분자간 탈수) 반응을 일으키면 특수인화물인 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)가 생성된다.

이 축합 반응은 약 140℃ 부근에서 진행되며, 생성물이 지정수량 50L의 특수인화물이라는 점이 채점 포인트다.

①: 2000L
②: 1000L
③: 50L
④: 400L

[해설]

제4류 위험물은 인화점에 따라 품명이 나뉘고, 품명별로 지정수량이 정해져 있어 같은 류라도 물질마다 값이 다르다.

• 중유: 제3석유류(비수용성) → 2,000L
• 경유: 제2석유류(비수용성) → 1,000L
• 다이에틸에터: 특수인화물 → 50L
• 아세톤: 제1석유류(수용성) → 400L

특수인화물이 위험도가 가장 높아 지정수량이 가장 작고, 제1석유류에서 제3석유류로 갈수록 지정수량이 커진다는 규칙을 이용해 값을 검산할 수 있다.

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]

운반 시 혼재가 허용되는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5 다섯 가지뿐이고, 그 밖은 모두 혼재 불가다.

즉 제1류는 제6류와만, 제6류는 제1류와만 실을 수 있고, 제3류는 제4류와만 가능하다.

지정수량의 1/10 이하로 수납한 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]

칼륨은 제3류 10kg, 황린은 제3류 20kg으로 둘 다 위험등급 I이다.

질산(제6류 300kg)과 질산염류(제1류 300kg)는 이름이 비슷하지만 유별이 다르니 주의한다.

아조화합물·나이트로화합물은 제5류 자기반응성 물질이다.

※ 2024.7.30 시행령 개정으로 제5류 위험물 지정수량은 품명별 체계(구 200kg 등)가 폐지되고, 위험성시험에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 분류됩니다.

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]

이동탱크저장소 주입설비 기준(시행규칙 별표10)
· 위험물이 샐 우려가 없고 화재예방상 안전한 구조로 할 것
· 주입설비의 길이는 50m 이내로 하고, 끝부분에 축적되는 정전기를 제거하는 장치를 설치할 것
· 분당 배출량은 200L 이하로 할 것
· 주입호스는 내경 23mm 이상, 0.3MPa 이상의 압력에 견딜 수 있는 것으로 하고 필요 이상으로 길게 하지 말 것