①: 제3류
②: 제6류
③: 제5류
④: 제1류
⑤: 제5류
⑥: 10kg
⑦: 300kg
⑧: 10kg(제1종)/100kg(제2종)
⑨: 300kg
⑩: 10kg(제1종)/100kg(제2종)

※ 2024.7.30 시행령 개정으로 제5류 위험물 지정수량은 품명별 체계(구 200kg 등)가 폐지되고, 위험성시험에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 분류됩니다.

[해설]

위험물의 유별 및 지정수량은 성질(산화성・가연성・반응성)에 따라 정해지며, 이 문제는 각 물질을 유별에 대입하고 해당 지정수량을 채우는 문제다.

질산(제6류, 300kg)과 질산염류(제1류, 300kg)는 지정수량이 같지만 유별이 서로 다르며, 칼륨(제3류, 10kg)은 물과 격렬히 반응하는 금수성물질이어서 지정수량이 매우 작게 설정되어 있다.

아조화합물과 나이트로화합물은 모두 제5류(자기반응성물질)에 속하며, 2024.7.30 시행령 개정으로 품명별 고정 지정수량(구 200kg 등) 대신 위험성시험 결과에 따라 제1종 10kg・제2종 100kg으로 분류되는 체계로 바뀐 점이 최근 출제에서 채점 포인트다.

[해설]

위험물제조소등의 배출설비는 국소방식을 원칙으로 하며, 방식에 따라 배출능력 산정 기준이 다르다.

국소방출방식은 배출장소 용적의 20배 이상을 1시간당 배출능력으로 하므로 $300 \times 20 = 6{,}000\,\mathrm{m^3}$ 이상이 된다.

전역방출방식은 바닥면적 1m²당 18m³ 이상을 기준으로 하므로 $100 \times 18 = 1{,}800\,\mathrm{m^3}$ 이상이 된다.

①: NaHCO₃
②: KHCO₃
③: NH₄H₂PO₄
④: KHCO₃ + (NH₂)₂CO

[해설]

분말소화약제는 종별로 주성분이 다르며, 명칭과 함께 화학식을 정확히 쓰는 것이 채점의 핵심이다.

제1종은 탄산수소나트륨($NaHCO_3$, 백색), 제2종은 탄산수소칼륨($KHCO_3$, 담회색), 제3종은 제1인산암모늄($NH_4H_2PO_4$, 담홍색)이다.

제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응생성물($KHCO_3 + (NH_2)_2CO$, 회색)로, 제2종을 요소로 개량한 것이라는 점이 제2・4종을 구분하는 포인트다.

[해설]

오황화인·마그네슘·알루미늄은 각각 산소와 반응해 산화물을 생성하며, 계수 균형을 정확히 맞추는 것이 채점의 핵심이다.

오황화인(P₂S₅)은 $\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}$로 오산화인과 아황산가스를 동시에 생성한다.

마그네슘은 $\mathrm{2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO}$, 알루미늄은 $\mathrm{4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3}$로 각각 산화물이 되며, 두 금속 모두 분말 상태에서 격렬히 연소하는 금속화재(D급) 물질이다.

[해설]

운반 시 차광성 피복과 방수성 피복은 각각 적용 대상이 다르며, 이 문제는 두 조건 모두에 해당하는 품명을 고르는 것이다.

차광성 피복 대상은 제1류 전체・제3류 중 자연발화성물질・제4류 중 특수인화물・제5류・제6류이고, 방수성 피복 대상은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물・제2류 중 철분・금속분・마그네슘・제3류 중 금수성물질이다.

두 조건의 교집합에 해당하는 것은 알칼리금속의 과산화물뿐이며(제1류이므로 차광성 대상이면서 동시에 방수성 대상), 특수인화물・제5류・제6류는 차광성만, 금속분은 방수성만 해당하고 인화성고체는 어느 쪽에도 해당하지 않는다.

[해설]

물에는 녹지 않고 이황화탄소에는 녹으며 연소 시 오산화인(P₂O₅)을 내는 물질은 황린이다. 그래서 황린은 물속(약알칼리성 물)에 저장한다.

황린은 수산화칼륨 같은 강알칼리 수용액과 반응하면 불균화하여 포스핀(PH₃)을 발생시키고, 이 포스핀의 완전연소반응식은
$\mathrm{2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O}$

황린은 옥내저장소 바닥면적 1,000㎡ 이하 특례가 적용되는 품목이며, 지정수량 20kg으로 위험등급 I에 해당한다.

[해설]

운반 시 혼재기준은 산화성 물질과 가연성·환원성 물질이 섞이면 위험하다는 원리로 정해지며, 지정수량 1/10을 초과할 때만 적용된다는 단서가 붙는다.

제2류(가연성고체)는 산화성인 제1류·제6류와는 섞을 수 없고 제4류·제5류와만 혼재 가능하다.

제3류(자연발화성·금수성)는 반응성이 커서 제4류와만 혼재 가능하며, 제4류(인화성액체)는 반대로 제2류·제3류·제5류 모두와 혼재할 수 있다.

[해설]

탄화알루미늄(Al₄C₃)은 물이나 산과 반응하면 탄소 골격이 메탄(CH₄)으로 떨어져 나오는 대표적 금수성물질(제3류, 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물)이다.

① $\mathrm{Al_4C_3} + 12\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{CH_4}\uparrow$

염산과 반응할 때도 메탄이 나오는 것은 같고, 알루미늄만 수산화물 대신 염화알루미늄이 된다는 점만 다르다.

② $\mathrm{Al_4C_3} + 12\mathrm{HCl} \rightarrow 4\mathrm{AlCl_3} + 3\mathrm{CH_4}\uparrow$

①: 1배 → 3m 이상
②: 5배 → 3m 이상
③: 10배 → 3m 이상
④: 20배 → 5m 이상
⑤: 200배 → 5m 이상

[제조소의 보유공지 기준]

[해설]

제조소의 보유공지는 옥외탱크저장소와 달리 지정수량 10배를 기준으로 단 두 단계로만 구분된다.

지정수량의 10배 이하이면 3m 이상, 10배를 초과하면 5m 이상의 공지를 확보해야 하므로 보기의 1・5・10배는 모두 3m, 20・200배는 모두 5m로 동일하게 적용된다.

배수 값 자체보다 10배 기준선을 넘는지 여부만 판단하면 되는 문제로, 옥외탱크저장소의 다단계 기준과 혼동하지 않는 것이 포인트다.

[해설]

이동탱크저장소의 주입설비는 주입 중 정전기 축적이나 과다 배출로 인한 위험을 막기 위해 길이・유량・압력 기준이 세부적으로 정해져 있다.

주입설비의 길이는 50m 이내로 하고 그 끝부분에 축적되는 정전기를 유효하게 제거할 수 있는 장치를 두어야 하며, 분당 배출량은 200L 이하로 제한된다.

주입호스는 내경이 23mm 이상이면서 0.3MPa 이상의 압력에 견딜 수 있는 것으로 하고 필요 이상으로 길게 하지 않아야 하며, 주유취급소의 주유호스 기준과 수치를 혼동하지 않는 것이 포인트다.

[해설]

제4류 위험물을 지정수량의 3천 배 이상 취급하는 제조소·일반취급소는 자체소방대를 두어야 하며, 배수 구간이 커질수록 화학소방자동차와 인원이 한 단계씩 늘어난다.

• 3천~12만 배: 1대 / 5인
• 12만~24만 배: 2대 / 10인
• 24만~48만 배: 3대 / 15인
• 48만 배 이상: 4대 / 20인

차량 대수와 인원은 1대당 5인의 일정한 비율로 증가하므로 이 패턴을 기억하면 값을 유도하기 쉽다.

[해설]

탄화알루미늄은 $Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4$로 물과 반응해 가연성 기체인 메탄(CH₄)을 생성하며, 이 메탄의 연소 특성이 이어지는 물음의 근거가 된다.

메탄의 완전연소반응식은 $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$이고, 메탄의 연소범위는 5~15%로 널리 알려진 값이다.

위험도는 연소상한(U)에서 하한(L)을 뺀 값을 다시 하한(L)으로 나눠 구하며, 공식을 정확히 적용하는 것이 채점 포인트다.
$H = \dfrac{U-L}{L} = \dfrac{15-5}{5} = 2$

[해설]

혼재기준표는 산화성 물질(제1류·제6류)과 가연성·환원성 물질(제2류·제3류·제4류·제5류)이 섞이면 위험하다는 원리에 따라 정해진다.

제1류는 제6류와만, 제2류는 제4류·제5류와만, 제3류는 제4류와만, 제5류는 제2류·제4류와만 혼재 가능하다는 대칭 관계를 표로 익혀두면 빠르다.

이 혼재기준은 지정수량의 10분의 1 이하인 소량 위험물에는 적용되지 않는다는 예외가 함께 자주 출제된다.

[해설]

제1~4석유류는 1기압에서의 인화점 구간으로 구분되고, 도료류 등은 가연성 액체량 비율로 별도의 제외 규정을 둔다.

• 제1석유류: 인화점 21℃ 미만
• 제2석유류: 21℃ 이상 70℃ 미만
• 제3석유류: 70℃ 이상 200℃ 미만
• 제4석유류: 200℃ 이상 250℃ 미만

도료류 그 밖의 물품은 가연성 액체량이 40중량퍼센트 이하이면(제2석유류는 인화점 40℃ 이상·연소점 60℃ 이상 조건까지 만족하면) 해당 석유류에서 제외된다.

[해설]

동식물유류는 아이오딘값(요오드가)을 기준으로 건성유・반건성유・불건성유로 분류하며, 값이 클수록 불포화도가 높아 산화・자연발화 위험이 커진다.

아이오딘값 130 이상인 건성유에는 동유・아마인유 등이 속하고, 100~130인 반건성유에는 면실유 등이, 100 이하인 불건성유에는 피마자유・야자유・올리브유 등이 속한다.

자연발화 위험이 가장 큰 것은 건성유이므로 저장・취급 시 특히 주의해야 하며, 이 분류를 아이오딘값의 상대적 크기로 이해해 두면 다른 기름이 보기로 나와도 유추할 수 있다.

[해설]

인화점 측정기는 시료량과 측정 절차에 따라 신속평형법, 태그밀폐식, 클리브랜드 개방컵 세 가지로 구분된다.

• 신속평형법: 시료 2mL를 넣고 즉시 뚜껑과 개폐기를 닫는 방식
• 태그밀폐식: 시료 50cm³를 채우고 기포를 제거한 뒤 뚜껑을 덮는 방식
• 클리브랜드 개방컵: 표선까지 채우고 시험불꽃을 직경 4mm로 조정해 개방된 상태로 측정

세 방법은 밀폐(신속평형법·태그밀폐식) vs 개방(클리브랜드) 방식의 차이와 시료량(2mL / 50cm³)으로 구분하면 기억하기 쉽다.

[해설]

트리나이트로톨루엔(TNT)은 톨루엔의 벤젠고리에 나이트로기(−NO₂) 3개가 치환된 제5류 위험물(나이트로화합물)로, 지정수량은 200kg이다.

톨루엔에 질산을 황산 촉매 하에 반응시키는 나이트로화 반응으로 제조하며, 반응식은 $\mathrm{C_6H_5CH_3} + 3\mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3} + 3\mathrm{H_2O}$이다. 황산은 질산에서 나이트로늄 이온을 만들어 주는 촉매이자 탈수제로 작용한다.

구조식은 메틸기가 오쏘·파라 배향성이라 벤젠고리 1번에 −CH₃, 2·4·6번에 −NO₂가 붙은 형태로 그려야 한다.

224L

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

인화알루미늄 분자량 $27+31=58$ g/mol

$\frac{580}{58}=10$ 몰

$22.4\times 10=224$ L

[해설]

인화알루미늄은 제3류 금수성물질로 물과 반응해 맹독성 가연성 가스인 포스핀(PH₃)을 발생시키며, 발생량은 몰수 비례로 계산한다.

반응식은 $AlP + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + PH_3$이고 AlP의 분자량은 Al(27)+P(31)=58g/mol이므로
$\dfrac{580\mathrm{g}}{58\mathrm{g/mol}} = 10\mathrm{mol}$이 반응한다.

AlP와 PH₃의 계수비가 1:1이므로 생성 기체도 10몰이고, 표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L를 곱하면
$10 \times 22.4 = 224\mathrm{L}$가 된다.

① 1.526
CH₃CHO = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = $\frac{44}{28.84}=1.526$

② CH₃CHO

③ 40℃

[해설]

에틸렌을 산소와 CuCl₂ 촉매 하에서 산화시키는 반응(바커 공정)으로 얻어지는 특수인화물은 아세트알데히드이며, 시성식은 CH₃CHO이다.

분자량은 12×2+1×4+16=44g/mol이므로 증기비중은 공기의 평균분자량 28.84로 나눠 구한다.
$\dfrac{44}{28.84} = 1.526$

아세트알데히드는 비점이 21℃로 매우 낮아 보냉장치가 없는 이동탱크저장소에 저장할 경우 40℃ 이하로 유지해야 하며, 이는 디에틸에테르 등 다른 특수인화물의 저장온도 기준과 함께 자주 출제되는 수치다.

[해설]

크실렌은 벤젠고리에 메틸기 2개가 치환된 화합물로, 치환 위치에 따라 o-, m-, p-크실렌 세 가지 이성질체가 존재한다.

세 이성질체 모두 분자식은 $C_6H_4(CH_3)_2$로 동일하지만 메틸기 사이의 위치(1,2번=오르토, 1,3번=메타, 1,4번=파라)만 다르며, 이 위치 차이가 구조식을 그릴 때 감점을 가르는 지점이다.

따라서 벤젠고리를 육각형으로 정확히 그리고 두 메틸기(-CH₃)의 상대 위치를 명확히 표시하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

옥내·옥외소화전설비는 물을 봉상으로 방사하는 냉각소화 설비이므로 통전 중인 전기설비, 물과 반응하는 알칼리금속과산화물(제1류)·철분·금속분·마그네슘(제2류)·금수성물품(제3류), 그리고 물보다 가벼워 화재를 확산시키는 제4류 위험물에는 적응성이 없다.

같은 물 계통이라도 물분무소화설비는 미세한 물방울로 방사되어 감전 위험이 낮고 질식·유화 효과까지 있으므로 전기설비와 제4류 위험물에도 적응성이 인정되는 점이 소화전설비와의 차이다.

불활성가스·할로젠화합물 소화설비는 질식소화 방식이라 통전 위험이 없고 냉각력이 약해 전기설비, 인화성고체(제2류), 제4류 위험물에만 적응성이 인정된다.

[해설]

트리에틸알루미늄은 공기・물과 격렬히 반응하는 제3류 위험물로, 물과 반응하면 가연성 기체인 에탄(C₂H₆)을 발생시킨다.

반응식은 $(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6$이고 분자량은 $(12\times2+1\times5)\times3+27=114\mathrm{g/mol}$이므로 228g은 $228 \div 114 = 2\mathrm{mol}$에 해당한다.

트리에틸알루미늄과 에탄의 계수비가 1:3이므로 2몰이 반응하면 에탄 6몰이 생성되고, 표준상태 기체 1몰의 부피 22.4L를 곱하면
$22.4 \times 6 = 134.4\mathrm{L}$가 된다.

※ 2024.7.30 시행령 개정으로 제5류 위험물 지정수량은 품명별 체계(구 200kg 등)가 폐지되고, 위험성시험에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 분류됩니다.

[해설]

담황색 주상결정, 분자량 227, 융점 81℃라는 특징은 트리나이트로톨루엔(TNT)의 성상과 일치하므로, 품명은 제5류 나이트로화합물이고 지정수량은 2024.7.30 시행령 개정에 따라 위험성시험 결과별로 제1종 10kg·제2종 100kg이다.

제조과정은 톨루엔에 진한 질산을 진한 황산 촉매 하에 반응시키는 '나이트로화 반응'으로, 벤젠고리에 나이트로기(-NO₂) 3개가 도입되어 트리나이트로톨루엔이 생성된다.

$\mathrm{C_6H_5CH_3 + 3HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_2CH_3(NO_2)_3 + 3H_2O}$

'나이트로화 반응'이라는 용어와 촉매로 황산이 사용된다는 점을 반드시 써야 하며, 개정 전 수량(200kg)을 그대로 쓰면 오답이 된다.