2023년 위험물산업기사실기 4회

[해설]

탄화칼슘이 물과 반응하면 아세틸렌(C₂H₂)이 생긴다. 이 아세틸렌을 태우는 데 드는 산소량을 몰비로 구한다.

CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂
CaC₂ 분자량 = 40 + 12×2 = 64
C₂H₂ 몰수 = 32 ÷ 64 = 0.5 mol

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O
O₂ 몰수 = 0.5 × 5/2 = 1.25 mol
O₂ 부피 = 1.25 × 22.4 = 28 L

표면연소: ① 나트륨, ④ 금속분
증발연소: ③ 에탄올, ⑤ 다이에틸에터(디에틸에테르)
자기연소: ② TNT, ⑥ 피크르산

[해설]

연소형태는 가연물이 어떤 상태로 산소와 만나는지에 따라 나뉜다.

• 표면연소 — 나트륨·금속분은 증발하지 않고 고체 표면에서 산소와 직접 반응해 탄다.
• 증발연소 — 에탄올·다이에틸에터는 액체에서 증발한 증기가 공기와 섞여 탄다.
• 자기연소 — TNT·피크르산은 분자 안에 산소를 품은 제5류 위험물이라 외부 산소 없이도 탄다.

혼동 주의: 목탄·코크스도 표면연소이고, 황·나프탈렌처럼 녹아서 증발하는 고체는 증발연소다.

① 건성유: 아마인유, 들기름, 동유

② 반건성유: 쌀겨유, 면실유(목화씨유)

③ 불건성유: 야자유, 땅콩유, 올리브유, 피마자유

※ 기어유·실린더유는 동식물유류가 아닌 제4석유류 → 해당없음

[해설]

요오드값은 유지 100g에 붙는 아이오딘의 g수로, 값이 클수록 불포화도가 높아 공기 중에서 산화되며 자연발화하기 쉽다.

• 건성유(요오드값 130 이상) — 아마인유·들기름·동유는 빨리 굳고 자연발화 위험이 가장 크다.
• 반건성유(100~130) — 쌀겨유·면실유(목화씨유)는 건성유와 불건성유의 중간이다.
• 불건성유(100 이하) — 야자유·땅콩유·올리브유·피마자유는 공기 중에서 잘 굳지 않는다.

기어유·실린더유는 동식물유류가 아니라 광물성 윤활유인 제4석유류여서 해당없음이다.

초산에틸 → 메탄올 → 니트로벤젠 → 에틸렌글리콜

[해설]

제4류 위험물은 인화점 순서가 품명 순서(제1석유류 → 알코올류 → 제3석유류)와 대체로 같다.

• 초산에틸 — 제1석유류, 인화점 약 -4℃.
• 메탄올 — 알코올류, 인화점 약 11℃.
• 니트로벤젠 — 제3석유류, 인화점 약 88℃.
• 에틸렌글리콜 — 제3석유류, 인화점 약 111℃.

혼동 주의: 니트로벤젠과 에틸렌글리콜은 같은 제3석유류라 품명만으로는 순서를 정할 수 없으니 인화점 수치(88℃ < 111℃)로 외운다.

①: 팽창질석, ②: 건조사

[해설]

나트륨은 제3류 위험물(금수성 물질)로 물·이산화탄소와 반응하므로 마른 피복재로 덮어 질식소화한다.

• 팽창질석 — 광물을 가열해 부풀린 입자로, 금속 표면을 덮어 공기를 차단한다.
• 건조사 — 마른 모래로 덮어 산소를 끊는다.

포소화설비는 물 때문에 수소가 발생하고, 불활성가스(CO₂)는 나트륨과 반응해 적응성이 없다.

혼동 주의: 분말 중 인산염류는 부적응이고, 금수성 물질에는 탄산수소염류 등을 쓴다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙의 히드록실아민등 제조소 특례에 따라 안전거리는 지정수량 배수의 세제곱근에 비례해 늘어난다.

히드록실아민의 지정수량은 100kg이므로 1톤이면 배수 N = 10이다.
D = 51.1 × ∛N
D = 51.1 × ∛10 = 51.1 × 2.154
D ≈ 110.09m

제5류 위험물의 주의사항 표지는 "화기엄금"이므로 적색바탕 백색문자로 한다. 제조소 주위 토제의 경사면은 60도 미만으로 만들어 폭발 충격을 줄인다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준에 따르면 할로겐화물소화설비의 약제는 할론 계열(하론2402·하론1211·하론1301)과 청정소화약제(HFC-23·HFC-125 등)로 나뉜다.

• 할로겐화물소화설비 약제 3가지 — 설비 종류를 한정하지 않았으므로 할론 계열과 HFC 계열 중 어느 것이든 3가지를 쓰면 된다.
• 인화성고체 저장소의 전역방출방식 — 하론2402·하론1211·하론1301 중 1가지를 쓴다.
• 이동식 설비 — 하론2402·하론1211·하론1301 세 가지만 쓸 수 있다.

혼동 주의: HFC-23·HFC-125 같은 청정소화약제는 전역·국소방출방식에만 쓰고 이동식에는 쓸 수 없다.

[해설]

아세트알데히드(CH₃CHO)의 알데히드기(-CHO)는 산화되면 카복실산, 환원되면 알코올이 된다.

산화 생성물은 초산이며, 완전연소하면 CO₂와 H₂O가 된다.
CH₃COOH + 2O₂ → 2CO₂ + 2H₂O

환원(수소 첨가) 생성물은 에틸알코올이며, 이것도 완전연소하면 CO₂와 H₂O가 된다.
C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

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(운반기준)에서 혼재를 허용하는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5 다섯 가지뿐이다. 나머지 조합은 모두 혼재할 수 없다.

• 제1류는 제6류와만 혼재할 수 있어 제2·3·4·5류와 불가하다.
• 제2류는 제4·5류와 혼재할 수 있어 제1·3·6류와 불가하다.
• 제3류는 제4류와만 혼재할 수 있어 제1·2·5·6류와 불가하다.
• 제4류는 제2·3·5류와 혼재할 수 있어 제1·6류와 불가하다.
• 제5류는 제2·4류와 혼재할 수 있어 제1·3·6류와 불가하다.
• 제6류는 제1류와만 혼재할 수 있어 제2·3·4·5류와 불가하다.

외우는 요령: 허용 조합만 423·524·61(4와 2·3, 5와 2·4, 6과 1)로 기억한다. 지정수량의 1/10 이하이면 이 기준을 적용하지 않는다.

[해설]

분자량 32(N 14×2 + H 1×4)인 로켓 연료는 하이드라진이며, 제4류 위험물 중 제2석유류(수용성)에 해당한다.

시성식은 N₂H₄이다. 인화점이 약 38℃로 21℃ 이상 70℃ 미만 범위에 들어 제2석유류로 분류된다.

연소하면 질소와 물만 생긴다.
N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O

①: 23.4m³ 이상
②: 23.4m³ 이상
③: 39m³ 이상
④: 39m³ 이상

[해설]

옥내소화전 수원의 양 = 가장 많이 설치된 층의 옥내소화전 개수(최대 5개) × 7.8m³

· 최다 설치층이 3개인 경우: 3 × 7.8 = 23.4m³
· 최다 설치층이 6개인 경우: 5개로 산정하여 5 × 7.8 = 39m³
다른 층의 설치 개수는 계산에 영향을 주지 않는다.

[해설]

소화설비의 적응성은 물계(냉각소화)와 가스계(질식소화)의 원리 차이에서 갈리는데, 옥외소화전·포소화설비는 물을 기반으로 하고 불활성기체소화설비는 산소를 차단하는 방식이다.

제4류 위험물(④)은 물을 뿌리면 유면이 퍼져 화재가 번질 수 있어 옥외소화전에는 부적응이지만, 유막을 덮어 질식소화하는 포소화설비와 가스계 설비에는 적응한다는 차이가 핵심이다.

[해설]

제1류(질산칼륨)와 제6류(과염소산)는 스스로 연소하지 않는 산화성 물질이라 연소생성물 자체가 없고, 나머지는 가연성 금속·비금속이 산소와 반응해 산화물을 만든다.

마그네슘은 $\mathrm{2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO}$로 산화마그네슘을, 황은 $\mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2}$로 이산화황을 생성한다.

황린은 $\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$로 오산화인(P₂O₅)의 흰 연기를 내며 타는데, 발화점이 34℃로 낮아 이렇게 쉽게 타기 때문에 물속에 저장한다.

[해설]

지정수량 50L·증기비중 2.6이고, 물보다 무거워 물속에 저장하는 비수용성 특수인화물은 이황화탄소(CS₂)다.

연소하면 탄소는 이산화탄소로, 황 2개는 모두 이산화황으로 산화된다.
CS₂ + 3O₂ → CO₂ + 2SO₂

위험물안전관리법 시행규칙에 따르면 이황화탄소 옥외저장탱크를 벽·바닥 두께 0.2m 이상인 철근콘크리트 수조에 넣으면 보유공지·통기관·자동계량장치를 모두 생략할 수 있다. 따라서 통기관과 자동계량장치에 관한 서술은 맞고, 보유공지가 있어야 한다는 서술만 틀렸다.

[해설]

아세톤(CH₃COCH₃)은 카보닐기를 가진 케톤으로 제4류 제1석유류(수용성)에 해당한다.

지정수량은 수용성이라 400L이며, 같은 제1석유류라도 비수용성(휘발유 등)은 200L다.

증기비중은 분자량을 공기 평균분자량 29로 나눈다.
증기비중 = 분자량 ÷ 29
= 58 ÷ 29
= 2

①: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
②: 가연물 접촉주의
③: 위험등급 I(1등급)

[해설]

농도 36wt% 미만이면 위험물에서 제외되는 제6류 위험물은 과산화수소다.

과산화수소는 빛·열이나 촉매(이산화망가니즈)를 만나면 물과 산소로 분해된다.
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

• 운반용기 외부 표시 — 제6류는 가연물 접촉주의 하나뿐이다.
• 위험등급 — 제6류 위험물은 모두 위험등급 I이다.

혼동 주의: 질산은 비중 1.49 이상일 때만 위험물이고, 농도 기준(36wt%)은 과산화수소에만 적용된다.

[해설]

위험물안전관리법 시행령에 따라 용량 50만L 이상인 옥외탱크저장소는 설치허가 전에 기술검토를 먼저 받아야 한다.

• 기술검토 → 설치허가 — 기술검토 결과서를 첨부해야 허가를 받을 수 있어 기술검토가 맨 앞이다.
• 탱크안전성능검사 — 탱크를 제작·설치하는 중에, 완공검사보다 먼저 받는다.
• 완공검사 → 완공검사합격확인증 — 검사에 합격해 확인증을 받아야 사용을 시작할 수 있다.
• 기술검토는 한국소방산업기술원이 위탁받아 수행한다.
• 기술검토 때는 위험물탱크의 기초·지반, 탱크본체, 소화설비에 관한 사항을 확인한다.

혼동 주의: 지정수량 1천배 이상을 취급하는 제조소·일반취급소도 기술검토 대상이지만, 이때는 구조·설비에 관한 사항을 확인한다.

[해설]

아염소산나트륨·염소산나트륨·과염소산나트륨은 모두 제1류 위험물로, 강산화제이므로 가열하면 분해되어 조연성인 산소를 방출한다.

• $\mathrm{NaClO_2 \rightarrow NaCl + O_2}$
• $\mathrm{2NaClO_3 \rightarrow 2NaCl + 3O_2}$
• $\mathrm{NaClO_4 \rightarrow NaCl + 2O_2}$

염소의 산화수가 높을수록(+3→+5→+7) 분해 시 방출되는 산소 몰수도 함께 커지는 경향을 보인다.