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[해설]

분자량 34(H 1×2 + O 16×2), 구멍 뚫린 마개, 안정제 첨가는 제6류 위험물 과산화수소(H₂O₂)의 대표 특징이다.

과산화수소는 분해하면서 산소를 내므로, 용기를 밀봉하면 내압이 올라 파손될 수 있어 구멍 있는 마개를 쓴다.
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

제6류 위험물(산화성 액체)은 스스로 타지 않지만 가연물을 태우게 하므로, 운반용기 외부에 가연물 접촉주의를 표시한다.

혼동 주의: 과산화수소는 농도 36중량% 이상일 때만 위험물로 본다.

[해설]

트리에틸알루미늄은 제3류 위험물 중 알킬알루미늄이다. 물과 만나면 격렬히 반응해 가연성 기체인 에탄을 낸다.

반응식에서 1몰당 에탄이 3몰 생기므로, 표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L를 곱한다.
(C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆
3 × 22.4L = 67.2L

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5에 따라 알킬알루미늄을 저장하는 옥내저장소 저장창고의 바닥면적은 1,000m² 이하로 제한된다.

혼동 주의: 이 제한을 받지 않는 그 밖의 위험물은 바닥면적 2,000m² 이하까지 허용된다.

[해설]

소요단위는 위험물안전관리법 시행규칙에 따라 소화설비 규모를 정하는 단위로, 건축물은 면적으로 세고 위험물은 지정수량의 10배를 1단위로 센다.

외벽이 내화구조인 저장소 건축물은 연면적 150m²가 1소요단위이다.
150 ÷ 150 = 1

지정수량은 특수인화물 50L, 에탄올(알코올류) 400L, 등유(제2석유류 비수용성) 1,000L, 동식물유류 10,000L이다.
500/50 + 1,000/400 + 1,500/1,000 + 20,000/10,000
= 10 + 2.5 + 1.5 + 2 = 16배
16 ÷ 10 = 1.6 → 2소요단위

혼동 주의: 내화구조가 아닌 저장소는 75m², 내화구조인 제조소·취급소는 100m²가 1소요단위이다.

[해설]

지정수량 50L인 특수인화물 가운데 물보다 무겁고 물에 녹지 않아 수조 속에 보관하는 물질은 이황화탄소(CS₂)이다.

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

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 이황화탄소 옥외저장탱크를 철근콘크리트 수조에 넣어 보관하면 보유공지·통기관·자동계량장치를 생략할 수 있다.

그래서 통기관과 자동계량장치가 없어도 된다는 서술은 맞고, 보유공지가 있어야 한다는 서술만 틀렸다.

탱크의 용적 = $\pi r^2\left(\ell +\frac{{\ell }_1+{\ell }_2}{3}\right)$
= $\pi \times 2^2\times \left(5+\frac{1.5+1.5}{3}\right)$ = 75.39822 m³ = 75398.22 L

탱크의 용량 = 탱크의 용적 × (1 − 공간용적)
= 75398.22 × $\left(1-\frac{5}{100}\right)$ = 71628.31 L

[해설]

위험물 탱크의 내용적은 양쪽이 볼록한 횡형 원통형이면 볼록부 길이를 1/3만 원통부에 더해 구한다. 여기서 공간용적을 빼야 실제 저장 가능한 탱크 용량이 된다.

내용적
$V=\pi r^2\left(\ell+\dfrac{\ell_1+\ell_2}{3}\right)$
$=\pi\times2^2\times\left(5+\dfrac{1.5+1.5}{3}\right)$
$=75.39822\ \mathrm{m^3}=75398.22\ \mathrm{L}$

탱크 용량
$=75398.22\times\left(1-\dfrac{5}{100}\right)$
$=71628.31\ \mathrm{L}$

혼동 주의: 답을 L로 물으므로 m³ 값에 1,000을 곱해 환산한다.

[해설]

염소산칼륨(제1류 산화성고체)은 가열하면 염화칼륨과 산소로 완전분해되며, 산소량은 반응식의 계수비로 구한다.
2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

표준상태 기체 1몰은 22.4L이므로 KClO₃ 몰수에 3/2를 곱해 산소 부피를 낸다.
KClO₃ 분자량 = 39 + 35.5 + 16×3 = 122.5
몰수 = 24,500g ÷ 122.5 = 200mol
O₂ = 200 × 3/2 × 22.4 = 6,720L = 6.72m³

[해설]

분자량 64(Ca 40 + C 24)이고 질소와 고온에서 반응해 석회질소(CaCN₂)를 만드는 제3류 금수성물질은 탄화칼슘(CaC₂)이다.

물과 반응하면 수산화칼슘과 가연성 기체인 아세틸렌이 생긴다.
CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

아세틸렌이 완전연소하면 이산화탄소와 물이 된다.
2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

혼동 주의: 탄화알루미늄(Al₄C₃)은 물과 반응하면 아세틸렌이 아니라 메탄을 낸다.

[해설]

지정수량 배수의 총합은 각 저장량 ÷ 지정수량을 모두 더한 값이다.

수용성 기준 지정수량은 특수인화물 50L, 제1석유류 400L, 제2석유류 2,000L, 제3석유류 4,000L, 제4석유류 6,000L이다.
200/50 + 400/400 + 4,000/2,000 + 12,000/4,000 + 24,000/6,000
= 4 + 1 + 2 + 3 + 4 = 14배

혼동 주의: 비수용성이면 제1석유류 200L, 제2석유류 1,000L, 제3석유류 2,000L로 절반이 되며, 특수인화물·제4석유류는 수용성 구분이 없다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반 혼재 기준은 서로 섞을 수 있는 유별 묶음인 4·2·3, 5·2·4, 6·1로 외운다.

• 제1류는 제6류하고만 혼재할 수 있어 제2·3·4·5류와는 혼재할 수 없다.
• 제2류는 제4·5류와만 혼재할 수 있어 제1·3·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제3류는 제4류하고만 혼재할 수 있어 제1·2·5·6류와는 혼재할 수 없다.
• 제4류는 제2·3·5류와 혼재할 수 있어 제1·6류와만 혼재할 수 없다.
• 제5류는 제2·4류와만 혼재할 수 있어 제1·3·6류와는 혼재할 수 없다.

산화성인 제1·6류를 가연물과 떼어 놓는 것이 기본 원리다. 이 기준은 지정수량의 1/10 이하인 위험물에는 적용하지 않는다.

[해설]

질산암모늄(제1류)은 가열·충격 시 스스로 분해해 질소·산소·수증기를 낸다.
2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O

계수비상 질산암모늄 1몰에서 H₂O 2몰이 생기고, 표준상태가 아니므로 이상기체 상태방정식에 절대온도(300 + 273 = 573K)를 넣는다.
V = nRT/P
= 2 × 0.082 × 573 ÷ 0.9
= 104.41L

[해설]

과산화나트륨과 수소화칼슘은 모두 물과 반응해 기체를 낸다. 발생 몰수는 질량 ÷ 분자량으로 반응한 몰수를 구한 뒤 반응식의 계수비를 곱해 구한다.

과산화나트륨은 2몰당 산소 1몰이 나오므로 1몰에서는 산소 0.5몰이 생긴다.
2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂
분자량 = (2×23) + (16×2) = 78g/mol → 78g = 1몰
산소 = 1 × 1/2 = 0.5몰

수소화칼슘은 1몰당 수소 2몰이 나온다.
CaH₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + 2H₂
분자량 = 40 + (1×2) = 42g/mol → 42g = 1몰
수소 = 1 × 2 = 2몰

혼동 주의: 묻는 값이 몰수라서 1기압·30℃ 조건은 계산에 쓰지 않는다. 부피를 물을 때만 이 조건을 이상기체 식에 대입한다.

[해설]

분자량 32(12 + 1×4 + 16), 일산화탄소와 수소로 합성, 물에 녹는 액체, 비중 0.79는 메틸알코올(메탄올, CH₃OH)의 특징이다.

메탄올은 제4류 위험물 중 알코올류로 지정수량은 400L이며, 불꽃이 연한 청색이라 밝은 곳에서는 거의 보이지 않는다.
2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

혼동 주의: 에탄올(C₂H₅OH)도 알코올류로 지정수량 400L이지만 분자량은 46이다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따르면 옥외탱크저장소의 보유공지는 지정수량 배수가 커질수록 3 → 5 → 9 → 12 → 15m로 넓어진다.

3,000배 초과 4,000배 이하까지는 15m이다. 4,000배를 넘으면 탱크 수평단면의 최대지름(가로형은 긴 변)과 높이 중 큰 값 이상으로 한다.

이 값에는 상한과 하한이 있다. 30m를 넘으면 30m 이상으로 할 수 있고, 15m 미만이면 15m 이상을 확보해야 한다.

혼동 주의: 옥내저장소·옥외저장소의 보유공지 표는 배수 구간과 너비가 달라 섞어 쓰면 안 된다.

[해설]

아이오딘가는 유지 100g에 흡수되는 아이오딘의 g수로, 지방산의 이중결합(불포화도)이 많을수록 커진다.

• 건성유 — 아이오딘가 130 이상으로, 공기 중에서 잘 산화·건조되어 자연발화 위험이 가장 크다.
• 반건성유 — 아이오딘가 100 초과 130 미만으로, 중간 정도로 마른다.
• 불건성유 — 아이오딘가 100 이하로, 잘 굳지 않아 자연발화 위험이 작다.

외우는 요령: 아이오딘가가 클수록 잘 마르고, 헝겊 등에 스며든 채 쌓이면 산화열이 축적되어 자연발화한다.

[해설]

보기 중 물과 반응할 때와 분해할 때 모두 산소를 내는 것은 제1류 무기과산화물인 과산화나트륨(Na₂O₂)뿐이다. 염소산칼륨·질산암모늄·브로민산칼륨·아이오딘산칼륨은 가열분해로 산소를 내지만 물과는 반응하지 않는다.

분해하면 산화나트륨과 산소가 생긴다.
2Na₂O₂ → 2Na₂O + O₂↑

물과 반응하면 강알칼리인 수산화나트륨과 산소가 생긴다.
2Na₂O₂ + 2H₂O → 4NaOH + O₂↑

혼동 주의: 알칼리금속의 과산화물은 물과 반응해 산소와 열을 내므로 주수소화 금지다. 건조사 등으로 덮어 질식소화한다.

[해설]

알루미늄은 산·염기와 모두 반응하는 양쪽성 금속으로, 산소와는 산화물을 만들고 산·물과는 수소를 발생시킨다.

공기 중 산소와 결합하면 산화알루미늄이 생긴다.
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

염산과 반응하면 염화알루미늄과 수소가, 물(특히 고온)과 반응하면 수산화알루미늄과 수소가 생긴다.
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂

혼동 주의: 알루미늄분 화재에 물을 쓰면 가연성 수소가 생기므로 마른모래 등으로 질식소화한다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18은 비점이 낮아 쉽게 기화하는 디에틸에테르등과 아세트알데히드등의 유지온도를 탱크 종류별로 정한다.

• 압력탱크 외의 탱크에 저장하는 디에틸에테르·산화프로필렌등은 30℃ 이하로 유지한다.
• 압력탱크 외의 탱크에 저장하는 아세트알데히드등은 더 낮은 15℃ 이하로 유지한다.
• 압력탱크는 내압에 견디므로 두 계통 모두 40℃ 이하면 된다.
• 보냉장치가 있는 이동저장탱크는 해당 위험물의 비점 이하로 유지한다.
• 보냉장치가 없는 이동저장탱크는 40℃ 이하로 유지한다.

혼동 주의: 아세트알데히드는 비점이 약 21℃로 디에틸에테르(약 34℃)보다 낮아서 더 엄격한 15℃가 적용된다.

[해설]

칼륨(K)은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)로, 물·알코올과 만나면 가연성 기체인 수소(H₂)를 낸다.

물과 반응하면 수산화칼륨과 수소가 생긴다.
2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

에탄올과 반응하면 칼륨에톡사이드(칼륨에틸레이트)와 수소가 생긴다.
2K + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅OK + H₂

이산화탄소와 반응하면 탄산칼륨과 가연성인 탄소가 생긴다.
4K + 3CO₂ → 2K₂CO₃ + C

그래서 칼륨 화재에는 주수소화뿐 아니라 CO₂ 소화기도 쓸 수 없고, 마른모래 등으로 질식소화한다.