[해설]

알루미늄은 반응성이 큰 금속으로 산소·물·산과 모두 반응해 산화물 또는 수소를 만든다.

연소 시 $\mathrm{4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3}$로 산화알루미늄이 생성된다.

물과는 $\mathrm{2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2\uparrow}$, 염산과는 $\mathrm{2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow}$로 반응하며, 두 경우 모두 가연성인 수소 기체가 발생한다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

두 알킬알루미늄 모두 물과 격렬히 반응해 가연성 탄화수소 가스를 내고, 연소 시에는 산화알루미늄과 이산화탄소·수증기로 완전산화된다.

트라이메틸알루미늄은 물과 $\mathrm{(CH_3)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3CH_4}$로 반응해 메탄을 내고, 연소식은 $\mathrm{2(CH_3)_3Al + 12O_2 \rightarrow Al_2O_3 + 6CO_2 + 9H_2O}$이다.

트라이에틸알루미늄은 물과 $\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}$로 반응해 에탄을 내고, 연소식은 $\mathrm{2(C_2H_5)_3Al + 21O_2 \rightarrow Al_2O_3 + 12CO_2 + 15H_2O}$이다.

채점 시에는 각 반응식의 계수가 정확히 균형을 이루는지가 핵심이다.

[해설]

황화인은 P와 S의 조성비에 따라 삼황화인 $\mathrm{P_4S_3}$, 오황화인 $\mathrm{P_2S_5}$, 칠황화인 $\mathrm{P_4S_7}$ 세 가지로 나뉜다.

삼황화인은 공기 중 습기를 빨아들이지 않는 비조해성인 반면, 오황화인과 칠황화인은 습기를 흡수해 분해되는 조해성이어서 물·습기와의 접촉을 피해 저장해야 한다.

①: C₆H₂CH₃(NO₂)₃

②: 배수=지정수량

저장수량

​=10

1,000

​=100배

[해설]

TNT(트라이나이트로톨루엔)는 시성식 $\mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3}$인 제5류 위험물 중 나이트로화합물(제1종)로, 지정수량이 10kg이다.

지정수량 배수는 저장수량을 지정수량으로 나눠 구한다.

$\text{배수} = \dfrac{1{,}000\,\mathrm{kg}}{10\,\mathrm{kg}} = 100\text{배}$

① 내화구조 저장소는 건축물 면적 150m²가 1단위 → 1소요단위

② 지정수량 배수 = $\dfrac{500}{50}+\dfrac{1{,}000}{400}+\dfrac{1{,}500}{1{,}000}+\dfrac{20{,}000}{10{,}000}=16$배
소요단위 = 16 ÷ 10 = 1.6소요단위

[해설]

소요단위는 위험물이면 지정수량의 10배, 저장소 건축물이면 내화구조 연면적 150m²(비내화 75m²)가 1단위다.

지정수량 — 특수인화물 50L, 알코올류(에탄올) 400L, 제2석유류 비수용성(등유) 1,000L, 동식물유류 10,000L.

배수 합 10+2.5+1.5+2=16배이므로 16÷10=1.6, 즉 1.6소요단위다(별표 17에 올림 규정은 없다). 따라서 소화설비는 능력단위 1.6 이상을 갖추어야 한다.

①: 알칼리금속의 과산화물

[해설]

차광성 피복 대상: 제1류 위험물, 제3류 중 자연발화성 물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류 위험물, 제6류 위험물

방수성 피복 대상: 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 중 금수성 물질

두 조건에 모두 해당하는 것은 제1류이면서 방수성 대상인 알칼리금속의 과산화물뿐이다. 특수인화물·제5류·제6류는 차광성만, 금속분은 방수성만 필요하고 인화성 고체는 어느 쪽에도 해당하지 않는다.

①: ㉢ 특수인화물 250kL 제조소 (지정수량 50L → 250,000L ÷ 50L = 5,000배로 3,000배 이상)
②: 5명
③: ㉢ (포수용액 방사능력은 매분 2,000L 이상이어야 함)
④: 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금

[해설]

자체소방대는 제4류 위험물을 지정수량 3,000배 이상 취급하는 제조소·일반취급소가 대상이다.

· 염소산염류는 제1류라 대상이 아니고, 위험물을 용기에 옮겨 담는 충전 일반취급소는 제외 대상이다.
· 화학소방자동차 1대당 조작인원은 5명이다.
· 포수용액 방사차: 화학소방차 대수의 2/3 이상, 방사능력 매분 2,000L 이상, 10만L 이상 방사 가능한 소화약제와 소화약액탱크·혼합장치를 비치한다.

①: 환기
②: 압력
③: 부식
④: 가연성
⑤: 보호액

[해설]

제조소등에서의 저장·취급 공통기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표18)이다.

· 성질에 따라 차광 또는 환기를 실시한다.
· 온도·습도·압력을 계기로 감시하여 적정하게 유지한다.
· 용기는 파손·부식·균열이 없어야 한다.
· 가연성 증기·미분이 체류할 우려가 있는 장소에서는 불꽃을 발하는 기구를 쓰지 않는다.
· 보호액 중에 보존하는 위험물은 보호액 밖으로 노출되지 않게 한다.

①: 1배 → 3m 이상
②: 5배 → 3m 이상
③: 10배 → 3m 이상
④: 20배 → 5m 이상
⑤: 200배 → 5m 이상

[해설]

[제조소의 보유공지 기준] 취급하는 위험물의 최대수량 / 공지의 너비

· 지정수량의 10배 이하: 3m 이상
· 지정수량의 10배 초과: 5m 이상

10배가 유일한 경계이므로 1·5·10배는 3m, 20·200배는 5m가 된다.

①: 2NaHCO₃(탄산수소나트륨) → Na₂CO₃(탄산나트륨) + CO₂(이산화탄소) + H₂O(수증기)
②: 2KHCO₃(탄산수소칼륨) → K₂CO₃(탄산칼륨) + CO₂(이산화탄소) + H₂O(수증기)

[해설]

분말소화약제는 가열되면 탄산수소염이 분해되며 이산화탄소와 수증기를 내는데, 이 냉각·질식 작용이 소화 원리다.

제1종(탄산수소나트륨)은 $\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$로, 제2종(탄산수소칼륨)은 $\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$로 1차 열분해된다.

두 반응식의 형태가 같으므로 채점 시 금속(Na/K)을 바꿔 쓰는 실수에 유의해야 한다.

②, ③

[제2석유류] 등유, 경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 21도 이상 70도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품에 있어서 가연성 액체량이 40wt% 이하이면서 인화점이 섭씨 40도 이상인 동시에 연소점이 섭씨 60도 이상인 것은 제외한다.

[각 제4류 위험물 비교]

[해설]

제2석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것을 말하며, 보기 중 아세트산(인화점 약 40℃), 폼산(인화점 약 55℃)이 제2석유류(수용성)에 해당해 정답이 된다.

메틸알코올은 알코올류로 인화점이 약 11℃여서 범위 미만이라 제외되고, 글리세린(수용성)·나이트로벤젠(비수용성)은 제3석유류로 인화점이 70℃를 훌쩍 넘어 제외된다.

인화점 구간과 수용성 여부를 동시에 만족해야 하므로 품명 분류를 먼저 특정하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

분자량 34, 구멍뚫린 마개 사용, 물·알코올에 잘 녹고 안정제를 넣는다는 조건은 모두 과산화수소($\mathrm{H_2O_2}$)의 특징이다.

분해되면 $\mathrm{2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}$로 산소가 발생하며, 이 산소가 내압을 높이므로 밀봉하지 않고 통기공이 있는 마개를 쓴다.

제6류 위험물인 과산화수소는 자신은 불연성이지만 산화력이 강해 운반용기 외부에 '가연물 접촉주의'를 표시해야 한다.

[해설]

아이오딘가는 유지 100g에 흡수되는 아이오딘의 g수로, 값이 클수록 불포화도가 높아 산화·건조가 쉬워 자연발화 위험도 커진다.

이 값에 따라 건성유(130 이상), 반건성유(100 초과 130 미만), 불건성유(100 이하)로 분류한다.

①: 방유제 내의 면적은 80,000m² 이하로 해야 한다.
②: 인화점이 200℃ 이상인 위험물을 저장 또는 취급하는 경우(이 경우에는 방유제 안에 설치하는 옥외저장탱크의 개수를 제한하지 아니한다.)
③: 10개

[해설] 방유제 안에 설치하는 옥외저장탱크의 수는 10 이하로 한다. 다만, 방유제 내에 설치하는 모든 옥외저장탱크의 용량이 20만L 이하이고, 당해 옥외저장탱크에 저장 또는 취급하는 위험물의 인화점이 70℃ 이상 200℃ 미만인 경우에는 20 이하로 한다. (인화점이 200℃ 이상인 위험물을 저장 또는 취급하는 옥외저장탱크에 있어서는 그러하지 아니하다.)

[해설]

황린은 백색 또는 담황색의 반투명 고체로 특유의 냄새가 나며, 무색·무취 투명고체라는 ①의 설명은 틀렸다.

물에는 녹지 않고 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)에만 잘 녹으며, 증기비중은 1보다 커서 공기보다 무거우므로 ②·③도 틀린 설명이다.

연소 시에는 유독성의 오산화인($\mathrm{P_2O_5}$)이 생성될 뿐 포스핀 가스는 발생하지 않아 ④도 오답이다.

공기를 차단한 채 가열하면 동소체인 적린이 생성된다는 ⑤만 옳은 설명이다.

①: 질산암모늄
②: NH₄NO₃
③: 흡열반응
④: 없음

[제조소 게시판 주의사항 표시 기준]

※ 질산암모늄(제1류 위험물 중 질산염류)은 위 어느 경우에도 해당하지 않아 별도 주의사항 표시가 '없음'이다.

[해설]

주어진 열분해식의 좌변 물질은 질산암모늄($\mathrm{NH_4NO_3}$)이며, $\mathrm{2NH_4NO_3 \rightarrow 2N_2 + 4H_2O + O_2}$로 분해된다.

질산암모늄이 물에 녹을 때는 열을 빼앗는 흡열반응이어서, 이 성질이 냉각팩 등에 활용되기도 한다.

제조소 게시판 주의사항은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물·제3류 중 금수성물질에 '물기엄금', 제2류(인화성고체 제외)에 '화기주의', 제2류 중 인화성고체·제3류 중 자연발화성물질·제4류·제5류에 '화기엄금'을 표시하도록 정해져 있다.

질산암모늄은 제1류 중 질산염류로 위 어느 경우에도 들어가지 않으므로 표시할 주의사항이 '없음'이 된다.

①: 작다
②: 작다
③: 작다
④: 크다
⑤: 크다

[해설]
① 분자량: 메탄올(CH₃OH) = 12+1×3+16+1 = 32, 에탄올(C₂H₅OH) = 12×2+1×5+16+1 = 46
② 증기비중: 메탄올 = $\frac{32}{29}$ = 1.1, 에탄올 = $\frac{46}{29}$ = 1.59
③ 끓는점: 메탄올 64.7℃, 에탄올 80℃
④ 발화점: 메탄올 464℃, 에탄올 363℃
⑤ 연소 상한값: 메탄올 36%, 에탄올 27.7%

[해설]

제조소등의 국소방식 배출설비는 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상을 배출능력 기준으로 한다.

$100\,\mathrm{m^3} \times 20 = 2{,}000\,\mathrm{m^3/hr}$

전역방식일 때는 바닥면적 1m²당 18m³ 이상이라는 별도 기준이 적용된다는 점과 구분해야 한다.

[해설]

염소산칼륨은 화학식 $\mathrm{KClO_3}$인 제1류 위험물(염소산염류)로 지정수량은 50kg이다.

가열해 완전분해하면 $\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$로 산소를 방출하며, 이 강한 산소 방출력 때문에 산화성고체로 분류된다.

[해설]

탄화칼슘(제3류 칼슘의 탄화물)·철분(제2류)·과산화나트륨(제1류 알칼리금속의 과산화물)은 모두 금수성 성질을 가져 물과 반응해 위험을 키우므로, 보기의 물·가스계 설비 중에는 적응성이 '없음'이다.

인화성고체는 제2류 위험물이지만 금수성이 없어 물로도 소화 가능하므로 옥내·옥외소화전, 불활성가스, 스프링클러 모두 적응성이 인정된다.

과산화수소는 수용액 상태로 다루는 제6류 위험물이라 주수소화가 가능해 옥내·옥외소화전, 스프링클러에는 적응성이 있으나, 불활성가스소화설비는 적응성이 인정되지 않아 제외된다.