2024년 위험물산업기사실기 2회

[해설]

물에 녹지 않고 이황화탄소에 녹으며 연소하면 오산화인(P₂O₅)을 내는 물질은 황린이다. 황린은 강알칼리인 수산화칼륨 수용액과 반응해 유독한 포스핀(PH₃)을 발생시킨다.

포스핀이 연소하면 오산화인과 물이 생긴다.
2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O

황린은 지정수량 20kg의 위험등급 I 물질이어서 옥내저장소 바닥면적을 1,000m² 이하로 해야 한다.

혼동 주의: 적린도 연소하면 오산화인을 내지만 이황화탄소에 녹지 않는다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준의 탱크 내용적 계산식을 쓴다. 가로형은 양쪽 볼록부 길이의 1/3을 원통 길이에 더하고, 세로형은 원통부만 계산한다.

가로형 탱크(지름 60cm → r = 30cm, l = 250cm, 볼록부 l₁ = l₂ = 30cm)
V = πr²(l + (l₁ + l₂)/3)
V = π × 30² × (250 + 60/3) = π × 900 × 270
V ≈ 763,407.01 cm³ ≈ 0.76 m³

세로형 탱크(r = 60cm, h = 250cm)
V = πr²h = π × 60² × 250
V ≈ 2,827,433.39 cm³ ≈ 2.83 m³

혼동 주의: 세로형 윗부분의 반구는 내용적에 넣지 않는다. 또 가로형 그림에는 지름(60cm)이, 세로형 그림에는 반지름(60cm)이 적혀 있으니 r을 제대로 읽어야 한다.

[해설]

증기비중은 그 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값이다.

피리딘 C₅H₅N의 분자량
$12\times5+1\times5+14=79$
증기비중
$\dfrac{79}{29}\approx2.72$

피리딘은 벤젠 고리의 CH 하나가 N으로 바뀐 구조로 물에 잘 섞이는 수용성 제1석유류이며, 증기비중이 1보다 크므로 누설 시 증기가 바닥에 깔린다.

[해설]

적린·황화인·황은 모두 제2류 위험물로 지정수량이 100 kg으로 같다.

• 철분은 제2류이지만 지정수량이 500 kg이다.
• 알칼리토금속은 제3류로 50 kg이고, 황린은 제3류로 20 kg이다.
• 브롬산염류(제1류)와 과염소산(제6류)은 둘 다 300 kg이다.

혼동 주의: 300 kg으로 같은 품명은 브롬산염류와 과염소산 두 가지뿐이다. 세 가지가 같은 조합은 100 kg인 제2류 세 품명뿐이다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 정전기 발생 우려가 있는 설비에는 정전기를 유효하게 제거하는 설비를 둔다. 방법은 전하를 흘려보내거나 중화하는 것이다.

• 접지 — 설비에 쌓인 전하를 대지로 흘려보낸다.
• 상대습도 70% 이상 — 물체 표면에 수분막이 생겨 전하가 새어 나간다.
• 공기 이온화 — 이온화된 공기가 대전된 전하를 중화한다.

혼동 주의: 습도 기준은 60%가 아니라 70% 이상이다.

[해설]

제1류 위험물은 산화성고체로 정의되므로, 산소를 포함한다(②)와 상온에서 고체다(⑤)만 항상 참이다.

제1류는 대부분 무기화합물이라 탄소가 없는 것이 많고(① 오답), 그 자체는 불연성이며 남을 태우는 산소공급원 역할을 하고(③ 오답), 물과 반응하는 것은 무기과산화물 등 일부에 한정된다(④ 오답).

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 제조소의 보유공지는 지정수량의 10배 이하면 3m 이상, 10배 초과면 5m 이상이다.

• 아세톤 — 제1석유류 수용성(400L)이라 400÷400=1배로 3m이다.
• 시안화수소 — 제1석유류 수용성(400L)이라 100,000÷400=250배로 5m이다.
• 톨루엔 — 제1석유류 비수용성(200L)이라 15,000÷200=75배로 5m이다.
• 메탄올 — 알코올류(400L)라 8,000÷400=20배로 5m이다.
• 클로로벤젠 — 제2석유류 비수용성(1,000L)이라 15,000÷1,000=15배로 5m이다.

혼동 주의: 옥내저장소·옥외탱크저장소의 보유공지는 배수 구간이 더 잘게 나뉘므로, 3m·5m 두 단계뿐인 제조소 기준과 구분한다.

[해설]

소화설비의 능력단위는 용량별로 정해진 표값이고, 소요단위는 건축물은 연면적으로, 위험물은 지정수량 배수로 산정한다.

소화전용물통 8L가 0.3단위, 수조(소화전용물통 3개 포함) 80L가 1.5단위, 수조(소화전용물통 6개 포함) 190L가 2.5단위다.

내화구조 벽으로 된 제조소는 연면적 100㎡가 1소요단위이므로
$200\div100=2$소요단위

위험물은 지정수량의 10배가 1소요단위이고 과산화수소의 지정수량은 300kg이므로
$\dfrac{6{,}000}{300\times10}=2$소요단위

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 19(운반 시 혼재기준)에 따라 혼재가 허용되는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5뿐이다. 나머지 조합은 모두 혼재할 수 없다.

• 제1류(산화성고체)는 제6류와만 실을 수 있어 제2·3·4·5류와는 혼재할 수 없다.
• 제2류(가연성고체)는 제4·5류와만 실을 수 있어 제1·3·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제3류(자연발화성·금수성)는 제4류와만 실을 수 있어 제1·2·5·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제4류(인화성액체)는 제2·3·5류와 실을 수 있어 제1·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제5류(자기반응성)는 제2·4류와 실을 수 있어 제1·3·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제6류(산화성액체)는 제1류와만 실을 수 있어 제2·3·4·5류와는 혼재할 수 없다.

외우는 요령: 「423·524·61」(4류는 2·3류와, 5류는 2·4류와, 6류는 1류와)로 가능한 조합만 외우면 나머지는 모두 혼재 불가다. 지정수량의 1/10 이하로 실을 때는 이 기준을 적용하지 않는다.

㉠ 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 나온다. 설비의 소화원리(질식·냉각)와 위험물이 물과 반응하는지에 따라 적응성이 갈린다.

• 불활성가스 소화설비는 질식소화라서 인화성 고체와 제4류에만 적응성이 있다.
• 옥외소화전설비는 물을 뿌리는 방식이라 인화성 고체·제3류(금수성 제외)·제5류·제6류에 적응하지만, 기름이 물 위에 떠서 번지는 제4류에는 쓸 수 없다.
• 포소화설비는 냉각과 질식을 함께 하므로 옥외소화전설비의 적응 대상에 제4류까지 더해진다.

혼동 주의: 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응해 산소를 내므로 세 설비 모두 적응성이 없다.

①: 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의
②: 화기엄금, 공기접촉엄금
③: 화기엄금, 충격주의

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따라 운반용기 외부에는 유별·성질에 맞는 주의사항을 표시한다.

• 알칼리금속의 과산화물 — 제1류 공통인 화기·충격주의와 가연물접촉주의에 더해, 물과 반응해 산소와 열을 내므로 물기엄금을 표시한다.
• 자연발화성 물질 — 공기 중에서 스스로 발화하므로 화기엄금과 공기접촉엄금을 표시한다.
• 제5류 위험물 — 자기반응성 물질이라 가열·충격으로 폭발할 수 있어 화기엄금과 충격주의를 표시한다.

혼동 주의: 같은 제3류라도 금수성 물질은 공기접촉엄금이 아니라 물기엄금을 표시한다.

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

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙의 이동탱크저장소 주입설비 기준은 누설, 정전기, 과속 주입을 막으려고 정한 것이다.

• 위험물이 샐 우려가 없는 구조여야 한다(누설 방지).
• 주입설비 길이는 50m 이내로 하고, 끝부분에는 정전기 제거장치를 둔다.
• 분당 배출량은 200L 이하로 해서 유속을 제한한다.
• 주입호스는 내경 23mm 이상이고, 0.3MPa 이상의 압력을 견뎌야 한다.

외우는 요령: 50m·200L·23mm·0.3MPa를 길이 → 유량 → 굵기 → 압력 순서로 묶어 외운다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6(옥외탱크저장소 기준)에서 정한 방유제 규격이다.

• 용량은 탱크가 1기면 그 탱크 용량의 110% 이상, 2기 이상이면 용량이 가장 큰 탱크의 110% 이상이다.
• 높이는 0.5m 이상 3m 이하로 정해져 있다.
• 두께는 0.2m 이상, 땅속에 묻히는 깊이는 1m 이상이다.
• 면적은 80,000m² 이하다.

혼동 주의: 탱크가 2기 이상이어도 모든 탱크 용량을 더하지 않고 가장 큰 탱크 하나만 기준으로 삼는다. 인화성이 없는 액체위험물 탱크의 방유제는 110%가 아니라 100% 이상이다.

[해설]

질산에스터류는 알코올의 -OH가 질산과 결합한 -O-NO₂ 구조를 가진 품명이라, 보기 중에서는 나이트로글리세린만 해당한다. 과산화벤조일은 유기과산화물이고 트라이나이트로톨루엔·트라이나이트로페놀·다이나이트로벤젠은 나이트로화합물이다.

상온에서 액체이면서 응고점이 약 13℃여서 겨울철에 동결하는 물질도 나이트로글리세린이며, 동결된 것은 충격에 더 민감해 위험하다.

분해폭발반응식
$\mathrm{4C_3H_5(ONO_2)_3 \rightarrow 12CO_2 + 10H_2O + 6N_2 + O_2}$

[해설]

아이소프로필알코올(CH₃CH(OH)CH₃)을 산화하면 아세톤(CH₃COCH₃)이 되며, 아세톤은 지정수량 400L인 수용성 제1석유류다.

아이오딘폼 반응은 CH₃CO− 구조를 가진 물질이 아이오딘·수산화나트륨과 반응해 아이오딘폼(CHI₃)을 만드는 확인 반응이다.

아이오딘폼은 특유의 냄새가 나는 노란색 침전이어서 반응 후 용액이 노랗게 흐려진다.

①: 제3류 위험물
②: 300kg
③: Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃
④: 포스핀(인화수소)

[해설]

인화칼슘(Ca₃P₂)은 제3류 위험물 중 금속의 인화물이며, 지정수량은 300kg이다.

물과 만나면 수산화칼슘과 인화수소가 생긴다.
Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃

생성 가스는 포스핀(PH₃, 인화수소)으로, 맹독성이면서 가연성이다. 그래서 물로 끄면 안 되고 마른모래로 질식소화한다.

[해설]

오황화인(P₂S₅)은 물과 반응해 불에 타고 독성이 있는 황화수소(H₂S)와 인산(H₃PO₄)을 만든다.
P₂S₅ + 8H₂O → 5H₂S + 2H₃PO₄

황화수소가 완전히 타면 황은 이산화황(SO₂)이 되고 수소는 물이 된다.
2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O

계수 맞추는 요령: 인 2개는 인산 2개로, 황 5개는 황화수소 5개로 보낸 뒤 수소·산소 수에 맞춰 물을 8개로 정한다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙의 주유취급소 특례는 비행장에서 항공기나 비행장 소속 차량 등에 주유하는 항공기 주유취급소에도 적용할 수 있다. 항공기 연료탱크에 직접 주유하는 주유설비를 갖춘 이동탱크저장소를 주유탱크차라 한다.

• 주유호스 끝부분을 급유구에 긴밀히 결합하라는 것은 주유 중 누설과 비산을 막기 위한 규정이다.
• 고정주유설비에 전용탱크 등의 배관 외의 경로로 위험물을 주입하지 않는 것은 일반 주유취급소와 같은 기준이다.
• 호스기기나 주유설비를 항공기와 전기적으로 결합하는 것은 정전기 불꽃을 막기 위해서다.

세 문장 모두 규정 내용 그대로여서 전부 O다. 혼동 주의: 주유호스차는 호스기기를 싣고 배관에서 위험물을 받아 주유하는 차량이라, 탱크를 갖춘 주유탱크차와 다르다.

이황화탄소 → 아세톤 → 메탄올 → 아닐린 → 글리세린

[해설]

제4류 위험물의 인화점은 대체로 특수인화물 → 제1석유류 → 알코올류 → 제3석유류 순으로 높아진다.

• 이황화탄소 — 특수인화물, 약 −30℃.
• 아세톤 — 제1석유류, 약 −18℃.
• 메탄올 — 알코올류, 약 11℃.
• 아닐린 — 제3석유류, 약 70℃.
• 글리세린 — 제3석유류, 약 160℃.

혼동 주의: 아닐린과 글리세린은 같은 제3석유류라 품명만으로는 순서가 안 나오므로 아닐린 70℃ < 글리세린 160℃를 수치로 외운다.

[해설]

세 물질은 모두 제1류 위험물(산화성고체)이라 가열하면 분자 속 산소를 O₂로 내놓는다. 채점의 핵심은 양변의 원자 수를 맞춘 계수다.

과염소산칼륨은 염화칼륨과 산소로 분해된다.
KClO₄ → KCl + 2O₂

질산칼륨은 아질산칼륨과 산소로 분해된다.
2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂

과산화칼륨은 과산화 결합(-O-O-)이 끊어지면서 산화칼륨과 산소가 된다.
2K₂O₂ → 2K₂O + O₂