2025년 위험물산업기사실기 2회

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18은 유별이 다른 위험물을 같은 저장소에 두는 것을 금지하되, 옥내·옥외저장소에서 유별로 정리해 서로 1m 이상 간격을 두면 예외 조합을 허용한다.

• 제1류(산화성고체)는 제6류(산화성액체)와 함께 둘 수 있으며, 둘 다 산화성 물질이다.
• 알칼리금속의 과산화물을 뺀 제1류는 제5류와 함께 둘 수 있고, 물과 격렬히 반응하는 알칼리금속 과산화물만 제외된다.
• 제2류 중 인화성고체는 같은 인화성 가연물인 제4류와 함께 둘 수 있다.
• 제3류 중 알킬알루미늄등은 알킬알루미늄·알킬리튬을 함유한 제4류와 함께 둘 수 있다.
• 유기과산화물을 함유한 제4류는 제5류 중 유기과산화물과 함께 둘 수 있다.

혼동 주의: 제1류는 제3류 중 자연발화성물질(황린 또는 이를 함유한 것)과도 함께 저장할 수 있다.

[해설]

벤젠 증기를 이상기체로 보고 PV = nRT를 부피에 대해 풀어 구한다.

벤젠 분자량은 12×6 + 1×6 = 78이고, 온도는 절대온도 273 + 90 = 363K로 바꾼다.

V = nRT/P = (w/M)RT/P
= (16/78) × 0.082 × (273 + 90) / 1
= 6.11L

혼동 주의: R = 0.082의 단위가 atm·L/(mol·K)이므로 압력은 atm, 온도는 K로 넣어야 부피가 L로 나온다.

①: 구조식 C₆H₂(OH)(NO₂)₃ — 벤젠고리에 -OH 1개(1번), -NO₂ 3개(2,4,6번) 치환 (트라이나이트로페놀, 피크르산)
②: 품명 — 나이트로화합물
③: 지정수량(제1종) — 10kg

[해설]

트라이나이트로페놀(피크르산)은 위험물안전관리법상 제5류 자기반응성물질이다.

• 구조식 — 페놀의 벤젠고리에서 -OH가 붙은 자리를 기준으로 2·4·6 위치에 나이트로기(-NO₂) 3개가 치환된 C₆H₂(OH)(NO₂)₃이다.
• 품명 — 벤젠고리에 나이트로기가 직접 붙은 유기화합물이라 나이트로화합물로 분류한다.
• 지정수량 — 자기반응성 시험에서 제1종에 해당해 10kg이다.

혼동 주의: 트라이나이트로페놀은 -NO₂가 고리에 붙은 나이트로화합물이다. 질산에스터류는 -ONO₂가 붙은 물질(나이트로글리세린 등)이다.

[해설]

품명만 알면 지정수량은 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 바로 나온다.

• 과염소산 HClO₄는 제6류 산화성 액체라 지정수량이 300kg이다.
• 염화아세틸 CH₃COCl은 인화점이 낮은 제4류 제1석유류 비수용성이라 200L이다.
• 수소화칼슘 CaH₂는 제3류 금속의 수소화물이라 300kg이다.

혼동 주의: 제1석유류가 수용성이면 400L로 두 배가 되고, 제6류는 과염소산·과산화수소·질산 모두 300kg이다.

수용성: 아세톤(제1석유류 수용성 400L), 폼산메틸(제1석유류 수용성 400L), 피리딘(제1석유류 수용성 400L)
아세톤 1,200/400 = 3
폼산메틸 1,200/400 = 3
피리딘 2,000/400 = 5
∴ 3 + 3 + 5 = 11배

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 수용성·비수용성 구분은 제1~3석유류에만 있다. 아세톤·폼산메틸·피리딘은 제1석유류 수용성이라 지정수량이 400L이다.

휘발유는 제1석유류 비수용성(200L)이고, 에틸알코올은 수용성 구분이 없는 알코올류(400L)라 대상에서 뺀다.

참고: 에틸알코올도 물에 녹는다는 이유로 포함해 15배로 푸는 교재가 있다. 별표 1의 품명 구분을 기준으로 하면 11배다.

[해설]

할론 번호는 C·F·Cl·Br 원자 수를 차례로 적은 것이다. HFC 번호는 90을 더해 나온 세 자리를 C·H·F 원자 수로 읽는다.

• Halon 2402 — C₂F₄Br₂, 다이브로모테트라플루오로에탄.
• Halon 1211 — CF₂ClBr, 브로모클로로다이플루오로메탄.
• Halon 1301 — CF₃Br, 브로모트라이플루오로메탄.
• HFC-23 — 23 + 90 = 113이므로 CHF₃, 트라이플루오로메탄.
• HFC-125 — 125 + 90 = 215이므로 C₂HF₅, 펜타플루오로에탄.

외우는 요령: 탄소가 1개면 이름이 '메탄', 2개면 '에탄'으로 끝난다. 브로모·클로로가 붙으면 할론이고, 붙지 않으면 HFC 계열이다.

①: 1,000m² (1000m²)
②: 2,000m² (2000m²)
③: 1,000m² (1000m²)

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5(옥내저장소 기준)에 따라 위험성이 큰 위험물의 저장창고는 바닥면적 1,000m² 이하, 그 밖의 위험물은 2,000m² 이하로 한다.

• 염소산염류(염소산칼륨) — 제1류 중 지정수량 50kg인 강산화성 물질이라 1,000m² 이하다.
• 제2석유류 — 제4류 중 1,000m² 대상(특수인화물·제1석유류·알코올류)에 들지 않아 2,000m² 이하다.
• 유기과산화물 — 제5류 중 폭발 위험이 큰 물질이라 1,000m² 이하다.

외우는 요령: 제4류는 인화점이 낮은 특수인화물·제1석유류·알코올류까지만 1,000m²이고, 제2석유류부터는 2,000m²이다.

2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂
O₂ 몰수 = (1000 ÷ 78) × 1/2 = 6.41mol
V = $\frac{6.41 \times 0.082 \times 623}{1}$ = 327.477L (R = 0.08205 적용 시 327.68L)

[해설]

과산화나트륨(Na₂O₂, 분자량 78)은 물과 반응해 산소를 낸다. 이 산소의 부피는 이상기체 상태방정식으로 구한다.

2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂
1000 ÷ 78 = 12.82mol → O₂ = 12.82 × 1/2 = 6.41mol

V = nRT ÷ P
V = 6.41 × 0.082 × (350 + 273) ÷ 1
V = 327.477L

혼동 주의: 온도는 반드시 절대온도 623K로 바꿔 넣는다. R = 0.08205를 쓰면 327.68L가 나오며, 반올림 차이일 뿐이다.

[해설]

트라이에틸알루미늄은 제3류 알킬알루미늄이다. 물과 닿으면 격렬히 발열하며 가연성 가스를 내는 금수성물질이다.

에틸기(C₂H₅)가 물의 수소와 결합해 에탄이 되고, 알루미늄은 수산화알루미늄으로 남는다.
(C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆

생성되는 가스는 에탄(C₂H₆)이며, 에틸기가 3개라서 에탄도 3분자가 나온다.

혼동 주의: 트라이메틸알루미늄은 같은 반응에서 메탄(CH₄)을 낸다.

[해설]

세 물질 모두 제1류 위험물(산화성고체)이다. 가열하면 분해되면서 자기가 가진 산소를 내놓는다.

• 과산화나트륨(무기과산화물)은 산화나트륨과 산소로 분해된다.
  2Na₂O₂ → 2Na₂O + O₂
• 다이크로뮴산칼륨(다이크로뮴산염류)은 크로뮴이 6가에서 3가로 환원되며 크로뮴산칼륨·산화크로뮴(III)·산소를 낸다.
  4K₂Cr₂O₇ → 4K₂CrO₄ + 2Cr₂O₃ + 3O₂
• 질산암모늄(질산염류)은 질소·물·산소로 분해된다.
  2NH₄NO₃ → 2N₂ + 4H₂O + O₂

계수는 양변 원자 수로 검산한다. 다이크로뮴산칼륨은 K 8·Cr 8·O 28, 질산암모늄은 N 4·H 8·O 6이 양변에서 같아야 한다.

①: 20
②: 18
③: 2
④: 배출덕트
⑤: 방화댐퍼

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4(제조소 기준)의 배출설비 규정에서 나온 수치다.

• 국소방식 배출능력 — 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상이다.
• 전역방식 배출능력 — 바닥면적 1m²당 18m³ 이상이다.
• 배출구 높이 — 지상 2m 이상이면서 연소 우려가 없는 장소에 둔다.
• 배출덕트 — 모인 가연성 증기를 바깥으로 보내는 통로 관이다.
• 방화댐퍼 — 덕트가 벽을 관통하는 부분에 달아, 화재 시 자동으로 닫혀 불길이 덕트를 타고 번지지 않게 막는 장치다.

혼동 주의: 배출설비는 국소방식이 원칙이다. 전역방식은 배관이음 정도만 있어 국소방식이 곤란한 경우 등에 한해 허용된다.

①: 황린(P₄)
②: 1,000m²
③: PH₃

[해설]

물과는 반응하지 않아 물속에 저장하지만 공기 중에서는 자연발화해 오산화인(P₂O₅) 흰 연기를 내는 제3류 위험물은 황린(P₄)이다.

• 옥내저장소 바닥면적: 황린은 위험성이 가장 큰 제3류 품명(지정수량 10kg 품명과 황린)에 속해 1,000m² 이하로 제한된다.
• 맹독성 기체: 수산화칼륨 같은 강알칼리와 반응하면 포스핀(PH₃)이 생긴다.

그래서 황린 보호액은 pH 9 정도의 약알칼리성 물로 유지하고, 강알칼리가 되지 않도록 관리한다.

[해설]

화재는 타는 물질에 따라 A급(일반화재)·B급(유류화재)·C급(전기화재)으로 나뉜다.

• A급 — 종이·나무·고무·일반섬유처럼 타고 나서 재가 남는 고체 가연물의 화재다.
• B급 — 등유·알코올처럼 인화성 액체가 타는 화재로, 재가 남지 않는다.
• C급 — 전기가 흐르는 설비의 화재인데, 보기에 전기설비가 없어 해당없음이다.

혼동 주의: 알코올은 물에 녹는 수용성 물질이지만 인화성 액체이므로 B급 화재에 해당한다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4의 제조소 특례 가운데 아세트알데하이드등을 취급하는 제조소의 기준이다.

• 산화프로필렌 — 아세트알데하이드와 함께 특례 대상이 되는 특수인화물로, 둘 다 끓는점이 낮고 반응성이 크다.
• 불활성 기체·수증기 — 설비 안을 채워 공기를 밀어내므로 연소성 혼합기체가 생기지 않는다.
• 냉각장치 — 탱크 속 온도를 낮춰 증기가 생기는 것을 억제한다.
• 보냉장치 — '저온을 유지하기 위한 장치'를 줄여 부르는 법령상 명칭이다.

혼동 주의: 설비에는 불활성기체 또는 수증기를 봉입하지만, 탱크에는 불활성기체만 봉입한다.

[해설]

햇빛에 분해되어 적갈색 증기(NO₂)를 내고 갈색 병에 보관하는 제6류 위험물은 질산(HNO₃)이다.

질산은 빛·열을 받으면 분해되어 이산화질소·물·산소를 생성한다.
4HNO₃ → 4NO₂ + 2H₂O + O₂

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5에서 제6류 위험물을 저장·취급하는 옥내저장소는 안전거리 적용 대상에서 제외한다. 따라서 저장량(3,000kg)과 관계없이 해당없음이다.

[해설]

벽·바닥 두께 0.2m 이상의 철근콘크리트 수조에 넣어 저장한다는 조건은 이황화탄소(CS₂)의 특례 저장기준이며, 가연성 증기 발생을 막기 위해 탱크를 물속에 잠기게 두는 방식이다.

완전연소반응식은 CS₂가 산소와 반응해 이산화황과 이산화탄소를 생성하는 반응으로, C·S·O 원자수를 맞춘 계수가 채점 기준이다.

방유제는 누출된 액체 위험물의 확산을 막는 설비인데, 이황화탄소는 물보다 무거워 수조 안에 가라앉아 저장되므로 수조 자체가 그 역할을 대신해 설치할 필요가 없다.

[해설]

오황화인·마그네슘·알루미늄은 모두 제2류 위험물(가연성고체)로, 연소하면 산소와 결합해 산화물이 된다.

오황화인은 인(P)과 황(S)이 각각 타서 오산화인과 이산화황이 함께 생긴다.
2P₂S₅ + 15O₂ → 2P₂O₅ + 10SO₂

마그네슘은 산화마그네슘, 알루미늄은 산화알루미늄이 된다.
2Mg + O₂ → 2MgO
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

혼동 주의: 두 금속은 물과 반응하면 수소를 내므로, 금속화재에는 물을 쓰지 않는다.

[해설]

보기 중 무기과산화물(제1류)은 과산화바륨 BaO₂뿐이다. NH₄NO₃·Pb(NO₃)₂는 질산염류, KMnO₄는 과망가니즈산염류, KIO₃는 아이오딘산염류다.

과산화바륨은 염산과 반응해 염화바륨과 과산화수소를 만든다.
BaO₂ + 2HCl → BaCl₂ + H₂O₂

무기과산화물은 이미 품고 있는 산소를 가열할 때 내놓는 물질이다. 산소와는 반응하지 않으므로 산소 반응식은 해당없음이다.

①: 분자량(C₃H₆O) = 12×3 + 1×6 + 16 = 58
증기비중 = $\frac{58}{28.84}$ = 2.01(≒2)

②: I등급

③: 40℃ 이하

[해설]

산화프로필렌(C₃H₆O)은 제4류 특수인화물이다. 인화점이 매우 낮아 위험등급은 가장 높은 I등급이다.

증기비중은 분자량을 공기 평균분자량으로 나눠 구한다.
증기비중 = 분자량 ÷ 28.84
= 58 ÷ 28.84
≒ 2.01

산화프로필렌은 저장기준상 아세트알데하이드등에 포함된다. 보냉장치가 없는 이동저장탱크에 저장할 때는 40℃ 이하로 유지한다.

혼동 주의: 보냉장치가 있는 이동저장탱크라면 해당 물질의 비점 이하로 유지한다.

①: 10
②: 10
③: 10
④: 알킬리튬
⑤: 황린
⑥: 50
⑦: 50

→ 지정수량 10kg: 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬 / 20kg: 황린 / 50kg: 알칼리금속(칼륨 및 나트륨 제외) 및 알칼리토금속, 유기금속화합물(알킬알루미늄 및 알킬리튬 제외)

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 제3류 지정수량은 10kg·20kg·50kg·300kg 네 단계로 나누어 외운다.

• 10kg에는 물·공기와 격렬히 반응하는 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬이 속한다.
• 20kg에는 황린 하나만 속한다.
• 50kg에는 알칼리금속(칼륨·나트륨 제외)·알칼리토금속과 유기금속화합물(알킬알루미늄·알킬리튬 제외)이 속한다.

10kg 네 품명과 황린 20kg까지가 위험등급 I이다. 금속의 수소화물·금속의 인화물·칼슘 또는 알루미늄의 탄화물은 300kg이다.