[해설]

트리에틸알루미늄은 물과 접촉하면 격렬히 반응해 가연성 기체인 에탄을 발생시키므로, 발생 기체의 양은 반응식의 계수로 따진다.

반응식은 $\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}$로, 1몰당 에탄이 3몰 생성된다.

표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 $3 \times 22.4\,\mathrm{L} = 67.2\,\mathrm{L}$가 된다.

트리에틸알루미늄은 제3류 위험물 중 알킬알루미늄으로 위험등급 Ⅰ에 해당하며, 이러한 위험물을 저장하는 옥내저장소의 저장창고 바닥면적은 1,000m² 이하로 제한된다.

해설

톨루엔: 제1석유류(비수용성) 200L → 1000/200 = 5
스틸렌: 제2석유류(비수용성) 1000L → 1000/1000 = 1
아닐린: 제3석유류(비수용성) 2000L → 4000/2000 = 2
실린더유: 제4석유류 6000L → 6000/6000 = 1
올리브유: 동식물유류 10000L → 20000/10000 = 2
∴ 5+1+2+1+2 = 11배

[해설]

지하저장탱크는 지면 하중과 부식·누설 위험 때문에 매설 깊이·간격·용접·수압시험 기준이 세부적으로 정해져 있다.

탱크 윗부분은 지면으로부터 0.6m 이상 아래에 두고, 탱크를 2기 이상 인접 설치할 때는 상호간 1m 이상의 간격을 유지해야 누설 시 상호 영향을 줄일 수 있다.

강판 이음부는 틈이 없도록 완전용입용접 또는 양면겹침이음용접으로 제작하며, 압력탱크 외의 탱크는 70kPa, 압력탱크는 최대상용압력의 1.5배 압력으로 각각 10분간 수압시험을 하여 새거나 변형되지 아니하여야 한다.

[해설]

물·알코올·에테르에 잘 녹고 은거울반응을 나타내며 쉽게 산화되어 아세트산이 되는 성질은 아세트알데히드의 대표적 특징이다.

화학식은 $\mathrm{CH_3CHO}$이며, 제4류 위험물 중 특수인화물에 속해 지정수량이 50L로 매우 작고 위험등급도 Ⅰ등급이다.

① 태그밀폐식
② 신속평형법
③ 클리브랜드 개방컵

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준에서 정한 인화점 시험방법은 3가지다.

· 태그밀폐식: 인화점이 낮은 시료용
· 신속평형법(세타밀폐식): 중간 범위 시료용
· 클리브랜드 개방컵: 인화점이 높은 시료용

[해설]

탄화칼슘은 공기 중에서 서서히 산화되어 산화칼슘과 이산화탄소를 생성하며, 고온에서는 질소와 직접 반응해 질소 화합물을 만든다.

산화반응식은 $\mathrm{2CaC_2 + 5O_2 \rightarrow 2CaO + 4CO_2}$이다.

고온에서 질소와 반응하면 $\mathrm{CaC_2 + N_2 \rightarrow CaCN_2 + C}$에 따라 칼슘시안나이드(CaCN₂, 석회질소)와 탄소(C)가 생성되며, 이는 탄화칼슘의 질화 반응으로 알려져 있다.

①: 탱크안전성능검사
② ⓐ 지하탱크가 있는 제조소등: 해당 지하탱크를 매설하기 전
ⓑ 이동탱크저장소: 이동저장탱크를 완공하고 상치장소(상시 설치 장소)를 확보한 후
③: 완공검사합격확인증

[해설]

탱크가 있는 제조소등은 완공검사 전에 탱크안전성능검사를 먼저 받는다(기초·지반검사, 충수·수압검사, 용접부검사, 암반탱크검사).

완공검사 신청시기
· 지하탱크가 있는 제조소등: 해당 지하탱크를 매설하기 전
· 이동탱크저장소: 이동저장탱크를 완공하고 상치장소를 확보한 후
· 이송취급소: 이송배관 공사의 전체 또는 일부 완료 후(지하·하천 매설 배관은 매설 전)
· 그 밖의 제조소등: 제조소등의 공사를 완료한 후

기술기준에 적합하다고 인정되면 시·도지사가 완공검사합격확인증을 교부한다.

①: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
②: $\frac{1000}{123} \times \frac{3}{2} \times 22.4 = 273.17$ L → 0.27 m³

[해설]

1kg = 1000g이므로 1000 ÷ 123 = 8.13mol이고, 반응식에서 KClO₃ 2mol당 O₂ 3mol이므로 산소는 12.20mol이다.

표준상태에서 12.20 × 22.4 = 273.17L이며, 1m³ = 1000L이므로 0.27m³이다.

해설

과산화칼륨(K₂O₂)과 아세트산이 반응하면 제6류 위험물인 과산화수소(H₂O₂)가 생성된다.
K₂O₂ + 2CH₃COOH → 2CH₃COOK + H₂O₂

①: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
②: 가연물접촉주의
③: 해당없음 (제6류 위험물을 취급하는 제조소는 안전거리 규정을 적용받지 않음)

[해설]

클로로벤젠은 벤젠고리에 염소가 치환된 물질로 제4류 위험물 중 제2석유류(비수용성)에 해당한다.

화학식은 $\mathrm{C_6H_5Cl}$이며, 비수용성 제2석유류의 지정수량 기준에 따라 1,000L가 지정수량이 된다.

[해설]

탄산수소나트륨은 약 270℃에서 1차 열분해되어 탄산나트륨·이산화탄소·물을 생성하며, 이때 발생하는 CO₂의 몰수를 부피로 환산해 구한다.

1차 열분해식은 $\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$로 NaHCO₃ 2몰당 CO₂ 1몰이 나오며, NaHCO₃의 분자량은 84이다.

$\dfrac{10{,}000\,\mathrm{g}}{84\,\mathrm{g/mol}} = 119.05\,\mathrm{mol}$
$119.05 \times \dfrac{1}{2} \times 22.4\,\mathrm{L} = 1{,}333\,\mathrm{L} \approx 1.33\,\mathrm{m^3}$

[해설]

흑색화약은 산화제와 가연물, 완충재 역할의 물질이 혼합된 화약으로 성분별로 위험물 해당 여부가 다르다.

• 질산칼륨($\mathrm{KNO_3}$)은 산화제 역할을 하며 제1류 위험물 중 질산염류에 해당한다.
• 황(S)은 제2류 위험물 중 유황에 해당한다.
• 탄소(C, 숯가루)는 위험물안전관리법령상 위험물로 분류되지 않아 해당없음이다.

[해설]

운반용기 외부 주의사항은 위험물의 유별·품명에 따라 정해지며, 같은 유별이라도 세부 품명에 따라 표시 문구가 달라진다.

• 벤조일퍼옥사이드(제5류 유기과산화물)는 화기엄금·충격주의를 표시한다.
• 마그네슘(제2류 중 철분·금속분·마그네슘)은 화기주의·물기엄금을 표시한다.
• 과산화나트륨(제1류 알칼리금속의 과산화물)은 가연물접촉주의·화기·충격주의·물기엄금을 모두 표시한다.
• 인화성고체(제2류)와 기어유(제4류 제4석유류)는 인화 위험만 있으므로 각각 화기엄금만 표시한다.

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.

[해설]

비중 0.534, 불꽃반응 빨간색, 은백색 연한 경금속, 융점 180℃라는 특징은 제3류 위험물인 리튬(Li)을 가리킨다.

물과의 반응식은 $\mathrm{2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2}$이다.

리튬은 제3류 위험물 중 칼륨·나트륨을 제외한 알칼리금속으로 지정수량이 50kg이며 위험등급은 Ⅱ등급이다.

1,000kg은 지정수량의 20배($1{,}000 \div 50 = 20$)로 10배를 초과하므로, 제조소 보유공지 기준상 5m 이상의 공지를 확보해야 한다.

[해설]

제시된 보기 중 소화이론에 부합하는 것은 ①, ③, ④이며, 나머지는 소화적응성 원칙에 어긋난다.

제1류 위험물은 알칼리금속의 과산화물만 물과 반응해 산소를 방출하므로 그 외에는 주수소화가 가능하고(①), 폭발위험이 없는 장소에서는 제6류 위험물에도 이산화탄소 소화기가 적응성을 가지며(③), 건조사는 유별에 관계없이 모든 위험물에 적응성이 있다(④).

반면 마그네슘은 $\mathrm{2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C}$와 같이 이산화탄소와도 반응하여 오히려 위험이 커지므로 CO₂ 소화기는 사용할 수 없고(②는 틀림), 에탄올은 물보다 비중이 낮고 물에 잘 섞이는 수용성 액체이므로 희석에 의한 주수소화가 가능하다(⑤는 틀림).

[해설]

질산은 불연성인 제6류 위험물이라 인화점이 없어 방유제 내 탱크 수를 제한하는 인화성액체 규정이 적용되지 않으므로, 12기 전부를 하나의 방유제에 둘 수 있다.

방유제 용량은 탱크가 2기 이상 있을 때 그중 최대 탱크 용량의 110% 이상으로 정하므로, 30만L·30만L·20만L·20만L 중 최대인 30만L 기준 $300{,}000 \times 1.1 = 330{,}000\,\mathrm{L}$, 즉 33만L가 된다.

다만 저장 위험물의 인화점이 70℃ 미만이면 하나의 방유제 안에 설치할 수 있는 탱크는 10기 이하이므로, 총 12기를 모두 담을 수 없어 최소 2개의 방유제가 필요하다.

①: KHCO₃
②: CF₃Br
③: N₂

[해설]

할론 번호는 C·F·Cl·Br 원자 수 순서이므로 1301은 C 1개, F 3개, Cl 0개, Br 1개 → CF₃Br이다.

불활성가스 소화약제 IG-100은 질소 100%, IG-55는 질소·아르곤 50:50, IG-541은 질소 52%·아르곤 40%·CO₂ 8%다.

[해설]

규조토에 흡수시켜 다이너마이트를 만드는 제5류 위험물은 니트로글리세린이며, 질산에스테르류에 속해 위험도가 매우 높다.

질산에스테르류의 지정수량은 10kg으로 제5류 위험물 중에서도 작은 축에 속해 위험등급 Ⅰ에 해당한다.

완전분해 시 이산화탄소·수증기·질소·산소가 모두 생성되는 반응식은 $\mathrm{4C_3H_5(ONO_2)_3 \rightarrow 12CO_2 + 10H_2O + 6N_2 + O_2}$이며, 분자 내 산소만으로 자체 분해가 가능한 점이 니트로글리세린의 폭발 위험성을 크게 만든다.

[해설]

20℃ 물이 100℃ 수증기가 되기까지는 현열로 온도를 올리는 열량과 기화잠열로 상변화하는 열량을 모두 더해야 한다.

$Q = 10 \times (100-20) + 539 \times 10$
$Q = 800 + 5{,}390 = 6{,}190\,\mathrm{kcal}$

여기서 539kcal/kg은 물의 증발잠열이며, 이 값을 빠뜨리고 현열만 계산하면 오답이 되는 대표적인 채점 포인트다.