[해설]

특수인화물은 발화점 기준과 인화점·비점 기준을 병렬로 두는 반면, 제1석유류는 인화점 하나로만 정해진다는 점이 두 품명을 가르는 핵심이다.

특수인화물은 이황화탄소·다이에틸에터 그 밖에 1기압에서 발화점이 섭씨 100도 이하인 것, 또는 인화점이 섭씨 영하 20도 이하이면서 비점이 섭씨 40도 이하인 것을 말한다.

제1석유류는 아세톤·휘발유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 21도 미만인 것으로, 특수인화물의 '발화점 100도'와 제1석유류의 '인화점 21도'를 서로 바꿔 쓰지 않도록 주의한다.

① 트라이나이트로페놀(피크르산): C₆H₂(OH)(NO₂)₃ — 벤젠고리에 -OH 1개(1번), -NO₂ 3개(2,4,6번)
② 2,4,6-트라이나이트로톨루엔: C₆H₂(CH₃)(NO₂)₃ — 톨루엔 고리에 -CH₃ 1개(1번), -NO₂ 3개(2,4,6번)
③ 나이트로글리세린: C₃H₅(ONO₂)₃ — 글리세린 골격 C-C-C의 각 탄소에 -ONO₂ 1개씩

[해설]

세 물질 모두 제5류 위험물로, 벤젠고리 또는 글리세린 골격에 나이트로 계열 작용기가 결합된 위치와 개수로 구조가 결정된다.

• 트라이나이트로페놀(피크르산): 벤젠고리의 1번 탄소에 -OH, 2·4·6번 탄소에 각각 -NO₂가 결합
• 2,4,6-트라이나이트로톨루엔: 벤젠고리의 1번 탄소에 -CH₃, 2·4·6번 탄소에 각각 -NO₂가 결합
• 나이트로글리세린: 글리세린의 세 탄소(C-C-C) 각각에 -ONO₂가 하나씩 결합

피크르산·TNT는 탄소에 직접 -NO₂가 붙는 나이트로화합물인 반면, 나이트로글리세린은 산소를 매개로 -ONO₂가 붙는 질산에스터 구조라는 점이 자주 혼동되는 부분이다.

[해설]

보기의 화학식을 분자식으로 환산해 명칭을 매칭하면, CH₃COOCH₃는 아세트산메틸, CH₃CN은 아세토나이트릴, HCOOCH₃는 폼산메틸에 해당한다.

CH₃(CH₂)₄CH₃는 헥세인, C₆H₅CHO는 벤즈알데하이드로 두 물질 모두 보기 목록에 없는 명칭이므로 해당없음이 정답이 된다.

에스터류는 'OOC' 결합 순서에 따라 산 부분과 알코올 부분의 명칭이 뒤바뀌지 않도록(예: 아세트산메틸 vs 폼산메틸) 주의해야 한다.

[해설]

제4류 위험물은 대부분 인화성 유기화합물이며, 발생 증기는 가연성이지만 증기비중이 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류·확산되는 성질을 가진다는 점에서 ②가 틀린 서술이다.

증기가 무거워 바닥을 따라 멀리 퍼지므로 점화원과 만나기 쉬워 화재 확산 위험이 커진다.

③은 반대로 서술됐다 — 인화점·발화점이 낮을수록 적은 에너지로도 착화되어 위험도는 오히려 높아진다.

①의 유기화합물 특성과 ④의 정전기 축적 용이성(전기전도도가 낮은 비수용성 액체가 많음)은 옳은 설명이다.

[해설]

과염소산칼륨은 화학식 $\mathrm{KClO_4}$인 제1류 위험물(과염소산염류)이다.

가열하면 산소를 방출하며 완전분해되어 $\mathrm{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2}$로 반응한다.

과염소산염류는 지정수량이 50kg으로 작아 제1류 위험물 중 위험등급 I로 분류된다.

[해설]

제3류 위험물 중 금수성물질을 제외한 것(황린 등 자연발화성물질)은 물과 위험 반응을 일으키지 않으므로 주수·포 계열 소화설비의 적응성이 인정된다.

따라서 옥내소화전설비, 옥외소화전설비, 스프링클러설비, 물분무소화설비, 포소화설비가 모두 적응성을 가진다.

반대로 불활성가스·할로젠화합물·분말소화설비는 이 그룹에 적응성이 인정되지 않아 보기에서 제외된다.

[해설]

세 설명 모두 위험물안전관리법 시행규칙의 옥내저장소 저장창고 기준에 부합하는 옳은 내용이다.

저장창고 바닥면적을 1,000m² 이하로 제한하는 것은 제1류 중 지정수량 50kg인 것, 제3류 중 10kg인 것, 제4류 특수인화물·제1석유류·알코올류, 제5류, 제6류 등이며, 여기에 들지 않는 제2류 위험물은 바닥면적 2,000m² 이하까지 허용된다.

벽·기둥·바닥은 원칙적으로 내화구조이지만, 지정수량 10배 이하의 저장창고이거나 인화성고체를 제외한 제2류 위험물만의 저장창고라면 연소 우려가 없는 부분을 불연재료로 할 수 있다.

철분·금속분·마그네슘은 물과 반응해 발열·발화할 수 있으므로 해당 저장창고 바닥은 물이 스며 나오거나 스며들지 않는 구조여야 한다.

[해설]

위험물 혼재기준(지정수량 1/10 초과)에서 제2류 위험물은 제4류, 제5류 위험물과만 함께 적재할 수 있다.

보기 중 벤젠(제4류 제1석유류), 과산화벤조일(제5류 유기과산화물), 글리세린(제4류 제3석유류)이 이 조합에 해당한다.

탄화알루미늄·수소화리튬(제3류), 질산칼륨·삼산화크로뮴(제1류), 과산화수소(제6류)는 제2류와 혼재 불가한 조합이라 제외된다.

[해설]

제5류 위험물은 분자 내에 산소를 자체 함유해 외부 산소 공급 없이도 연소가 진행되는 자기연소(내부연소)성 가연성 물질이라는 점이 핵심이다.

스스로 산소를 공급하므로 질식소화는 효과가 없고, 다량의 물로 냉각소화하여 온도를 낮추는 방법만 유효하다.

[해설]

황화인은 P와 S의 조성비에 따라 삼황화인 $\mathrm{P_4S_3}$, 오황화인 $\mathrm{P_2S_5}$, 칠황화인 $\mathrm{P_4S_7}$ 세 가지로 나뉜다.

삼황화인은 공기 중 습기를 빨아들이지 않는 비조해성인 반면, 오황화인과 칠황화인은 습기를 흡수해 분해되는 조해성이어서 물·습기와의 접촉을 피해 저장해야 한다.

①: C₆H₂CH₃(NO₂)₃

②: 배수=지정수량

저장수량

​=10

1,000

​=100배

[해설]

TNT(트라이나이트로톨루엔)는 시성식 $\mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3}$인 제5류 위험물 중 나이트로화합물(제1종)로, 지정수량이 10kg이다.

지정수량 배수는 저장수량을 지정수량으로 나눠 구한다.

$\text{배수} = \dfrac{1{,}000\,\mathrm{kg}}{10\,\mathrm{kg}} = 100\text{배}$

[해설]

황린은 백색 또는 담황색의 반투명 고체로 특유의 냄새가 나며, 무색·무취 투명고체라는 ①의 설명은 틀렸다.

물에는 녹지 않고 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)에만 잘 녹으며, 증기비중은 1보다 커서 공기보다 무거우므로 ②·③도 틀린 설명이다.

연소 시에는 유독성의 오산화인($\mathrm{P_2O_5}$)이 생성될 뿐 포스핀 가스는 발생하지 않아 ④도 오답이다.

공기를 차단한 채 가열하면 동소체인 적린이 생성된다는 ⑤만 옳은 설명이다.

①: 작다
②: 작다
③: 작다
④: 크다
⑤: 크다

[해설]
① 분자량: 메탄올(CH₃OH) = 12+1×3+16+1 = 32, 에탄올(C₂H₅OH) = 12×2+1×5+16+1 = 46
② 증기비중: 메탄올 = $\frac{32}{29}$ = 1.1, 에탄올 = $\frac{46}{29}$ = 1.59
③ 끓는점: 메탄올 64.7℃, 에탄올 80℃
④ 발화점: 메탄올 464℃, 에탄올 363℃
⑤ 연소 상한값: 메탄올 36%, 에탄올 27.7%

[해설]

염소산칼륨은 화학식 $\mathrm{KClO_3}$인 제1류 위험물(염소산염류)로 지정수량은 50kg이다.

가열해 완전분해하면 $\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}$로 산소를 방출하며, 이 강한 산소 방출력 때문에 산화성고체로 분류된다.

[해설]

탄화칼슘(제3류 칼슘의 탄화물)·철분(제2류)·과산화나트륨(제1류 알칼리금속의 과산화물)은 모두 금수성 성질을 가져 물과 반응해 위험을 키우므로, 보기의 물·가스계 설비 중에는 적응성이 '없음'이다.

인화성고체는 제2류 위험물이지만 금수성이 없어 물로도 소화 가능하므로 옥내·옥외소화전, 불활성가스, 스프링클러 모두 적응성이 인정된다.

과산화수소는 수용액 상태로 다루는 제6류 위험물이라 주수소화가 가능해 옥내·옥외소화전, 스프링클러에는 적응성이 있으나, 불활성가스소화설비는 적응성이 인정되지 않아 제외된다.

[해설]

유별을 달리해도 서로 1m 이상 간격을 두면 예외적으로 같은 저장소에 함께 저장할 수 있는 조합이 시행규칙에 정해져 있다.

제1류와 제6류는 그대로 함께 저장할 수 있고(①), 알칼리금속의 과산화물을 제외한 제1류는 제5류와 함께 저장할 수 있다(②).

제2류 중 인화성고체·제3류 중 알킬알루미늄등은 각각 제4류 위험물과 함께 저장 가능하며(③·④), 제4류 중 유기과산화물을 함유한 것은 제5류의 유기과산화물과 함께 저장할 수 있어 ⑤도 제4류가 된다.

[해설]

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)은 제6류 위험물로, 산화성액체 공통 지정수량인 300kg이다.

염화아세틸($\mathrm{CH_3COCl}$)은 제4류 제1석유류(비수용성)로 지정수량 200L이며, 수소화칼슘($\mathrm{CaH_2}$)은 제3류 금속의 수소화물로 지정수량 300kg이다.

화학식과 지정수량은 유별·품명 분류에서 도출되므로, 품명을 먼저 특정하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

할론 번호는 탄소-불소-염소-브로민 순서의 원자 개수를 나타낸다. 따라서 Halon 2402는 $\mathrm{C_2F_4Br_2}$로 다이브로모테트라플루오로에탄(②), Halon 1211은 $\mathrm{CF_2ClBr}$로 브로모클로로다이플루오로메탄(①), Halon 1301은 $\mathrm{CF_3Br}$로 브로모트라이플루오로메탄(⑤)이다.

HFC 계열은 번호에 90을 더해 앞자리부터 C·H·F 개수를 읽는다. HFC-23은 23+90=113이므로 $\mathrm{CHF_3}$(트라이플루오로메탄) → ④, HFC-125는 125+90=215이므로 $\mathrm{C_2HF_5}$(펜타플루오로에탄) → ③이 된다.

명칭의 접두어(다이·트라이·테트라·펜타)와 브로모·클로로 유무만 확인하면 번호와 명칭을 어렵지 않게 대응시킬 수 있다.

[해설]

세 물질 모두 가열(열분해) 시 자체적으로 산소를 방출하는 산화성 물질이며, 반응식은 양변의 원자수 균형을 맞춘 계수를 정확히 쓰는 것이 채점 포인트다.

과산화나트륨은 Na₂O₂가 산화나트륨(Na₂O)과 산소로 분해되고, 다이크로뮴산칼륨은 Cr(VI)이 Cr(III)로 환원되면서 크로뮴산칼륨·산화크로뮴(III)·산소를 함께 생성한다.

질산암모늄은 제1류 위험물(질산염류)로 가열되면 질소(N₂)·물·산소로 분해되는데, N·H·O 원자수를 모두 맞춘 계수(2:2:4:1)를 놓치지 않아야 한다.

[해설]

화재 급수는 연소되는 물질의 성질에 따라 구분되며, 보기의 물질이 고체 가연물인지 인화성 액체인지에 따라 A급·B급으로 나뉜다.

A급 화재(일반화재)는 종이·나무·고무·섬유처럼 연소 후 재를 남기는 고체 가연물의 화재이고, B급 화재(유류화재)는 등유·알코올 같은 인화성 액체의 화재를 말한다.

C급 화재(전기화재)는 통전 중인 전기설비에서 발생하는 화재인데, 보기에는 전기설비 관련 물질이 없으므로 해당없음이 된다.

[해설]

이 문제는 위험물안전관리법 시행규칙의 아세트알데하이드등 취급 특례기준을 묻는 것으로, 특수인화물 중 반응성이 매우 큰 물질에 별도의 안전장치를 요구한다.

아세트알데하이드와 함께 특례 대상으로 지정된 물질은 산화프로필렌이며, 두 물질 모두 연소성 혼합기체를 만들기 쉬워 설비에 불활성기체 또는 수증기를 봉입하는 장치를 갖추도록 한다.

저장탱크에는 온도 상승에 따른 폭발을 막기 위해 냉각장치 또는 보냉장치를 함께 설치해야 한다는 점이 채점 키워드다.

[해설]

벽·바닥 두께 0.2m 이상의 철근콘크리트 수조에 넣어 저장한다는 조건은 이황화탄소(CS₂)의 특례 저장기준이며, 가연성 증기 발생을 막기 위해 탱크를 물속에 잠기게 두는 방식이다.

완전연소반응식은 CS₂가 산소와 반응해 이산화황과 이산화탄소를 생성하는 반응으로, C·S·O 원자수를 맞춘 계수가 채점 기준이다.

방유제는 누출된 액체 위험물의 확산을 막는 설비인데, 이황화탄소는 물보다 무거워 수조 안에 가라앉아 저장되므로 수조 자체가 그 역할을 대신해 설치할 필요가 없다.

[해설]

보기 중 무기과산화물은 BaO₂ 하나뿐이며, 무기과산화물은 산과 반응해 과산화수소를 만들지만 산소와는 반응하지 않는다.

BaO₂는 염산과 반응해 염화바륨과 과산화수소를 생성하는데, Ba·Cl·O·H 원자수를 맞춰 염산 계수가 2가 되는 점이 채점 포인트다.

무기과산화물은 가열 시 스스로 분해되어 산소를 방출하는 물질이지 산소와 다시 결합하는 물질이 아니므로, ②는 해당없음으로 처리한다.

[해설]

위험물안전관리법령상 산화성고체 정의의 액체·기체 판정은 1기압에서의 온도 구간으로 정해진다.

액체는 1기압·섭씨20도에서 액상이거나 20도 초과 40도 이하에서 액상인 것을 말하며, 기체는 1기압·섭씨20도에서 기상인 것을 말한다.

상온(20도)뿐 아니라 20~40도 구간까지 포함시킨 이유는 실온보다 조금 높은 온도에서 액체로 존재하는 물질까지 규제 범위에 넣기 위해서다.

[해설]

각 화학식은 제4류 위험물의 품명과 지정수량을 묻는 문항으로, 수용성 여부에 따라 지정수량이 갈리는 것이 채점 포인트다.

아세톤(CH₃COCH₃)은 제1석유류 수용성으로 400L, 사이클로헥세인(C₆H₁₂)은 제1석유류 비수용성으로 200L이다.

클로로벤젠(C₆H₅Cl)·아크릴산(CH₂=CHCOOH)은 제2석유류로 각각 비수용성 1000L·수용성 2000L이며, 나이트로벤젠(C₆H₅NO₂)은 제3석유류 비수용성으로 2000L이다.

[해설]

표는 제2류(가연성고체) 위험물의 품명별 지정수량을 묻는 문항으로, 위험등급에 따라 100kg·500kg·1000kg으로 구분된다.

황과 적린, 황화인은 지정수량이 100kg이고, 금속분·마그네슘은 500kg, 인화성고체는 가장 완화된 1000kg이 적용된다.

황화인은 삼황화인·오황화인·칠황화인을 통틀어 지정수량이 동일하게 100kg이라는 점도 함께 기억해두면 좋다.

[해설]

문항은 대표적인 제5류 위험물(자기반응성물질)의 화학식을 묻는 것으로, 관능기 표기를 정확히 쓰는 것이 채점 포인트다.

나이트로글리세린(C₃H₅(ONO₂)₃)과 질산메틸(CH₃ONO₂)은 질산에스터류로 -ONO₂ 결합을, 트라이나이트로톨루엔(C₆H₂CH₃(NO₂)₃)과 트라이나이트로페놀(C₆H₂OH(NO₂)₃)은 나이트로화합물로 벤젠고리에 붙은 NO₂ 개수(3개)를 정확히 표기해야 한다.

아조벤젠(C₆H₅N=NC₆H₅)은 아조기(-N=N-)로 두 벤젠고리를 연결한 구조임을 기억해두면 헷갈리지 않는다.

[해설]

자동화재탐지설비의 경계구역은 2 이상의 층에 걸치지 않도록 하는 것이 원칙이나, 면적이 작으면 예외적으로 2개 층을 하나의 경계구역으로 묶을 수 있다.

2개 층을 하나로 묶을 수 있는 예외 면적은 500㎡ 이하이고, 일반적인 하나의 경계구역 면적 상한은 600㎡, 한 변의 길이는 50m다.

광전식분리형 감지기를 쓰면 한 변의 길이 제한이 100m까지 완화되며, 주요 출입구에서 내부 전체가 보이는 경우에는 면적 상한이 1,000㎡까지 확대된다.

[해설]

분말소화설비의 가압용·축압용 가스는 질소 또는 이산화탄소를 사용하며, 소화약제 1kg당 필요한 가스량이 정해져 있다.

가압용으로 질소를 쓰는 경우 소화약제 1kg당 35도·0MPa 기준 40리터 이상에 배관 청소에 필요한 양을 더해야 한다.

이산화탄소를 사용하는 경우에도 1kg당 20g에 더해 배관 청소에 필요한 양을 추가로 확보해야 하는데, 이는 소화 후 배관에 남은 잔여 약제를 밀어내기 위한 목적이다.

[해설]

운반용기는 낙하시험·기밀시험·내압시험·겹쳐쌓기시험 등 소방청장이 고시한 시험으로 내구성을 확인하며, 이 중 3가지를 답하면 된다.

이러한 시험은 운반·적재 중 충격이나 내부 압력, 적재 하중에 용기가 견디는지를 확인하기 위한 것이다.

인화점이 높아 상온에서 위험성이 상대적으로 낮은 제3석유류·동식물유류는 이러한 시험 적용이 면제되는 위험물에 해당하므로, 보기에서 이 둘만 골라내면 된다.

[해설]

인화점이 낮을수록 먼저 나열되며, 벤젠(C₆H₆)→톨루엔(C₆H₅CH₃)→에틸벤젠(C₆H₅C₂H₅)→스티렌(C₆H₅CH=CH₂) 순으로 인화점이 높아진다.

벤젠은 인화점이 약 -11도로 가장 낮고, 톨루엔은 약 4도, 에틸벤젠은 약 15도, 스티렌은 약 32도로 갈수록 높아진다.

네 물질 모두 방향족 탄화수소 계열이지만 치환기 종류와 분자량 차이에 따라 인화점이 달라진다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

벤조일 퍼옥사이드는 과산화 결합(-O-O-)을 가진 유기과산화물이므로 ①에 해당하고, 나이트로글리콜·나이트로글리세린·나이트로셀룰로오스는 -O-NO₂ 결합을 가진 질산에스터류이므로 ②에 해당한다.

나이트로에탄·나이트로메탄·다이나이트로벤젠은 탄소에 나이트로기(-NO₂)가 직접 결합한 구조이므로 나이트로화합물(③)로 분류된다.

보기에는 아조기(-N=N-) 구조나 하이드라진 유도체 구조를 가진 물질이 없어 ④·⑤는 해당없음이 되며, 이름에 '나이트로'가 들어가도 산소를 거쳐 질소가 붙으면 질산에스터류라는 구별이 채점의 갈림길이다.

[해설]

분말소화약제는 주성분에 따라 착색이 달라지고 적응화재도 정해지므로, 종별 주성분·색상·적응화재의 조합을 한 세트로 외워야 한다.

• 제1종 분말(탄산수소나트륨, NaHCO₃)은 백색이며 B, C급 화재에 적응한다.
• 제2종 분말은 탄산수소칼륨(KHCO₃)이 주성분이며 담회색을 띠고 B, C급에 적응한다.
• 제3종 분말은 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)이 주성분이며 담홍색을 띠고, 열분해로 생긴 메타인산이 막을 만들어 일반화재까지 포함한 A, B, C급에 적응한다.

[해설]

다섯 물음은 모두 정전기 재해를 막기 위한 위험물안전관리법령의 설비 기준과 주유·주입 제한값을 묻는다.

• 휘발유 등 정전기 재해 우려가 있는 액체위험물 옥외저장탱크의 주입구 부근에는 접지전극을 설치한다.
• 셀프주유취급소에서 휘발유의 1회 연속주유량은 100L 이하, 1회 주유시간은 4분 이하로 제한된다.
• 이동저장탱크에 상부로 주입하든 밑부분으로 주입하든, 액표면이 주입관 끝(또는 정상부분)을 넘을 때까지의 유속은 1m/s 이하로 제한한다.

[해설]

할론 번호는 앞에서부터 C-F-Cl-Br의 원자 개수를 나타내고, 끝자리 0은 생략한다. Halon 2402는 C 2·F 4·Cl 0·Br 2이므로 C₂F₄Br₂, Halon 1211은 C 1·F 2·Cl 1·Br 1이므로 CF₂ClBr이다.

HFC 번호는 세 자리로 놓고 백의 자리 +1 = C 수, 십의 자리 −1 = H 수, 일의 자리 = F 수로 읽는다. HFC-23(=023)은 C 1·H 1·F 3이므로 CHF₃, HFC-125는 C 2·H 1·F 5이므로 CHF₂CF₃(C₂HF₅)이다.

FK-5-1-12는 이런 원자수 규칙이 아니라 케톤계 청정소화약제의 계열명으로, 화학식은 C₆F₁₂O임을 그대로 외워야 한다.

[해설]

세 물음은 각각 이동저장탱크의 불활성기체 봉입, 옥내저장소 바닥면적 특례, 물과의 반응성이라는 서로 다른 기준으로 보기를 갈라내는 문제다.

부틸리튬은 알킬리튬이어서 이동저장탱크로부터 꺼낼 때 동시에 200kPa 이하의 불활성기체를 봉입해야 한다.

옥내저장소 바닥면적 1,000㎡ 이하 특례는 제3류 중 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬과 황린에 적용되므로 부틸리튬·황린·나트륨이 해당하고, 금속의 인화물인 인화알루미늄은 빠진다.

물과 반응해 수소를 내는 것은 나트륨뿐이며, 인화알루미늄은 포스핀(PH₃), 부틸리튬은 부탄(C₄H₁₀)을 발생시킨다.

[해설]

에틸알코올의 세 반응은 나트륨과의 치환, 진한 황산에 의한 축합(탈수), 산화로 서로 유형이 다르다.

나트륨과 반응하면 나트륨에틸레이트(에톡시화나트륨)와 함께 수소가 발생한다.
$\mathrm{2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2 \uparrow}$

진한 황산 존재 하에서 두 분자가 축합되면 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)가 생기고, 산화되면 1차 산화 생성물인 아세트알데하이드(CH₃CHO)가 되며 이는 특수인화물에 해당한다.

[해설]

알코올류로 인정되려면 탄소원자 수가 1~3개인 포화1가 알코올이어야 하므로, 탄소수 4개인 부탄올류는 알코올류가 아니라 인화점 기준의 석유류로 분류된다.

t-부탄올은 인화점이 약 11℃로 21℃ 미만이라 제1석유류, n-부탄올(약 35℃)과 아이소부틸알코올(약 28℃)은 21℃ 이상 70℃ 미만이라 제2석유류가 된다.

아이소프로필알코올과 1-프로판올은 탄소수 3개의 포화1가 알코올이므로 알코올류에 해당한다.

[해설]

두 탱크는 각각 양쪽이 볼록한 가로형과 윗면이 반구형인 세로형 원통형 탱크로, 세로형은 볼록부를 빼고 원통부만 내용적으로 인정하는 것이 갈림길이다.

(1) 반지름 r=30cm=0.3m, 원통부 l=250cm=2.5m, 볼록부 각 0.3m이므로
$V=\pi r^2\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)=\pi\times0.3^2\times\left(2.5+\dfrac{0.3+0.3}{3}\right)$
$\approx0.76\,\mathrm{m^3}=763{,}407.01\,\mathrm{cm^3}$

(2) 세로형은 원통부의 내용적만 계산하므로 반지름 0.6m, 높이 2.5m를 대입해
$V=\pi r^2 h=\pi\times0.6^2\times2.5\approx2.83\,\mathrm{m^3}=2{,}827{,}433.39\,\mathrm{cm^3}$
위쪽 반구 부피를 더하면 오답이 된다.

[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 위험물이면서 지정수량이 나란히 100kg이라 서로 같다.

나머지 보기는 철분 500kg(제2류), 알칼리토금속 50kg(제3류), 황린 20kg(제3류), 브롬산염류 300kg(제1류), 과염소산 300kg(제6류)으로 갈린다.

브롬산염류와 과염소산도 300kg으로 값은 같지만 두 가지뿐이므로, 세 가지를 요구하는 이 문제의 답은 100kg으로 묶이는 제2류 세 품명이 된다.

[해설]

정전기 재해를 막는 방법은 발생한 전하를 빨리 흘려보내거나 중화시키는 쪽으로 정리된다.

• 설비를 접지하여 대전된 전하를 대지로 흘려보낸다.
• 공기 중 상대습도를 70% 이상으로 유지해 전하가 표면으로 누설되도록 한다.
• 공기를 이온화하여 대전된 전하를 중화시킨다.

[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

[해설]

항공기 주유취급소는 일반 주유취급소 기준을 준용하되 항공기의 특수성을 고려한 특례가 인정되는 시설이다.

항공기 연료탱크에 직접 주유하기 위한 주유설비를 갖춘 이동탱크저장소는 주유탱크차이며, 비행장에서 항공기 또는 비행장 소속 차량에 주유하는 주유취급소에는 특례를 적용할 수 있다.

㉠ 주유호스 끝부분을 급유구에 긴밀히 결합할 것, ㉡ 전용탱크 등의 배관 외의 것을 통해 위험물을 주입하지 않을 것, ㉢ 정전기 방지를 위해 주유설비를 항공기와 전기적으로 결합할 것은 모두 규정에 있는 내용이므로 셋 다 O다.

[해설]

과산화벤조일은 유기과산화물로 분류되는 제5류 위험물이며, 지정수량이 작아 위험등급 I에 해당한다.

구조는 두 개의 벤조일기(C₆H₅CO-)가 과산화 결합(-O-O-)으로 연결된 대칭 구조(C₆H₅CO-O-O-COC₆H₅)이며, 이 -O-O- 결합이 불안정해 충격·마찰에도 쉽게 분해·폭발하는 원인이 된다.

옥내저장소 바닥면적은 유기과산화물처럼 위험성이 큰 품명을 저장하는 경우 1,000㎡ 이하로 제한되고, 그 밖의 위험물은 2,000㎡ 이하까지 허용된다.

[해설]

소화난이도등급 I은 규모가 크거나 배관 전체가 대상이 되는 제조소등에 적용되며, 이동성이 있거나 소규모인 저장소·취급소는 애초에 등급 I 목록에 포함되지 않는다.

제조소·일반취급소는 연면적 1,000㎡ 이상이면 등급 I이고, 옥내저장소는 처마높이 6m 이상인 단층건물이면 지정수량 배수와 관계없이 등급 I에 해당한다.

이송취급소는 배관이 광범위하게 매설·설치되는 특성상 원칙적으로 전부 등급 I 대상이다.

반면 지하탱크저장소·간이탱크저장소·이동탱크저장소·판매취급소는 규모가 작거나 이동식이어서 등급 I 기준 자체가 없어 답에서 제외된다.

[해설]

인화성 액체를 저장하는 옥외탱크가 2기 이상인 방유제의 용량은 그중 최대 탱크 용량의 110% 이상으로 정해져 있어, 가장 큰 탱크 하나가 전량 누출돼도 방유제가 담아낼 수 있게 설계된다.

$500{,}000\,\mathrm{L} \times 1.1 = 550{,}000\,\mathrm{L} = 550\,\mathrm{m^3}$

세 탱크 중 가장 큰 50만 L 탱크만 기준으로 계산하며, 나머지 탱크 용량은 방유제 용량 산정에 더하지 않는다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

지정수량 단위가 L인 것은 액체 위험물이므로, 보기 중 고체인 디니트로아닐린과 피크르산(둘 다 제5류로 kg 단위)은 제외하고 나머지 네 가지만 비교한다.

글리세린은 제3석유류(수용성)로 4,000L, 히드라진은 제2석유류(수용성)로 2,000L, 클로로벤젠은 제2석유류(비수용성)로 1,000L, 피리딘은 제1석유류(수용성)로 400L이다.

따라서 큰 것부터 글리세린 → 히드라진 → 클로로벤젠 → 피리딘 순이 되며, 같은 제2석유류라도 수용성(2,000L)과 비수용성(1,000L)의 지정수량이 갈린다는 점이 정렬의 관건이다.

[해설]

염소산염류가 강산과 접촉하면 불안정한 이산화염소(ClO₂)가 발생해 위험하지만, 나머지 반응은 단순한 용해이거나 산소만 내놓는 반응이라 유독가스가 생기지 않는다.

염소산나트륨·염소산칼륨이 각각 염산·황산과 반응하면 이산화염소(ClO₂)가 발생하므로, 강산과의 접촉 자체를 피해야 한다.

반면 과산화칼륨은 물과 반응해 수산화칼륨과 산소를 낼 뿐이고, 질산칼륨과 질산암모늄은 물에 그대로 녹기만 하므로 ③·④·⑤ 세 경우 모두 해당없음이 된다.

[해설]

화학식으로 물질명을 역추적한 뒤 유별과 품명을 확정하면 지정수량이 따라 나온다.

$\mathrm{C_6H_3(NO_2)_2CH_3}$은 디니트로톨루엔으로 제5류 니트로화합물에 속하며, 「위험물안전관리법 시행령」 [별표 1]에서 제5류 자기반응성물질의 지정수량은 품명과 관계없이 위험성 시험 결과에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 정한다.

과망간산암모늄은 $\mathrm{NH_4MnO_4}$로 제1류 과망간산염류(지정수량 1,000kg), 인화아연은 $\mathrm{Zn_3P_2}$로 제3류 금속의 인화물(지정수량 300kg)이며, 인화아연은 물과 반응해 유독한 포스핀을 발생시킨다.

기출 당시(2024년 1회)에는 니트로화합물의 지정수량이 품명별 고정값 200kg이었으나 2024. 7. 31. 시행 시행령 개정으로 제5류 전체가 제1종 10kg·제2종 100kg으로 바뀌었다.

[해설]

과염소산은 인화점이 없는 산화성액체(제6류)이므로 비교 대상에서 제외하고, 나머지 네 물질만 인화점이 낮은 순으로 배열한다.

아세트알데히드는 특수인화물로 약 -38℃, 벤젠은 제1석유류로 약 -11℃, 니트로셀룰로오스는 약 13℃, 아세트산은 제2석유류로 약 40℃다.

정렬하면 아세트알데히드 → 벤젠 → 니트로셀룰로오스 → 아세트산 순이며, 품명(특수인화물 → 제1석유류 → 제2석유류)의 순서만 알아도 대략의 배열을 잡을 수 있다.

[해설]

지중탱크는 지반 속에 설치되는 대형 탱크라, 부지경계선까지의 거리와 보유공지 너비를 모두 수평단면 안지름을 기준으로 한 값과 탱크 높이를 기준으로 한 값 중 큰 쪽으로 정한다.

안지름 100m에서 나오는 값은
$100\,\mathrm{m}\times0.5=50\,\mathrm{m}$
높이 20m에서 나오는 값은 이보다 작으므로, 두 항목 모두 50m가 답이 된다.

발문이 높이 20m를 함께 준 것은 이 비교를 시키기 위한 장치이므로, 지름과 높이 중 어느 쪽이 지배하는지 확인하는 것이 계산의 출발점이다.

[해설]

담황색 결정에 분자량 227, 햇빛에 다갈색으로 변하는 특징은 트라이나이트로톨루엔(TNT)의 전형적인 성질이며, 제5류 위험물이므로 화기·충격을 특히 경계해야 한다.

구조는 톨루엔(벤젠고리+CH₃)의 고리에 나이트로기(-NO₂) 3개가 2,4,6번 위치에 치환된 형태로, 화학식 C₆H₂(CH₃)(NO₂)₃로 나타낸다.

제5류 위험물은 운반용기 외부에 화기엄금·충격주의를 함께 표시해야 하지만, 제조소 게시판에는 화기엄금만 표시한다는 차이를 구분해야 한다.

[해설]

히드록실아민등을 취급하는 제조소는 일반 제조소와 달리 지정수량 배수의 세제곱근에 비례하는 별도 공식으로 안전거리를 산정한다.

히드록실아민 지정수량 100kg 기준으로 1톤(1,000kg)은 배수 N=10이 되고, 안전거리 공식 $D=51.1\times\sqrt[3]{N}$에 대입하면
$D=51.1\times\sqrt[3]{10}=51.1\times2.154\approx110.09\,\mathrm{m}$

주의사항 표지는 화기엄금 계열과 같이 적색바탕 백색문자로 하고, 폭발 시 충격을 분산시키는 토제(둑)의 경사면은 60도 미만으로 완만하게 만들어야 한다.

[해설]

할로겐화물소화설비의 소화약제는 전통적인 할론 계열(하론2402·하론1211·하론1301)과 뒤에 추가된 청정소화약제(HFC-23, HFC-125 등)로 나뉜다.

①은 설비 종류를 한정하지 않았으므로 두 계열 중 아무 3가지를 골라 답하면 되고, ② 인화성고체 저장소에 전역방출방식으로 설치하는 경우에도 하론2402·하론1211·하론1301 중 1가지를 쓰면 된다.

반면 이동식 할로겐화물소화설비는 할론2402·할론1211·할론1301 세 가지에 한해서만 사용이 허용되고 청정소화약제는 쓸 수 없다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

아세트알데히드는 중간 산화상태의 알데히드기(-CHO)를 가지고 있어 산화되면 카복실산(초산)이 되고 환원되면 알코올(에틸알코올)이 되는 양쪽 반응이 모두 가능하다.

산화 생성물인 초산의 완전연소 반응식은 $\mathrm{CH_3COOH + 2O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O}$

환원 생성물인 에틸알코올의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O}$

생성물의 명칭과 그 연소반응식 계수를 함께 맞춰야 감점 없이 채점된다.

[해설]

분자량 32에 로켓 연료로 쓰이는 물질은 하이드라진(N₂H₄)이며, 제4류 위험물 중 수용성 제2석유류로 분류돼 지정수량 2,000L가 적용된다.

연소반응식은 $\mathrm{N_2H_4 + O_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O}$로, 산소와 반응해 질소와 물만 생성하는 것이 특징이다.

강력한 환원성과 낮은 분자량 때문에 로켓 추진제로 활용되지만, 위험물 분류상으로는 제2석유류(수용성)라는 품명을 정확히 답해야 한다.

[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]

아세톤은 카보닐기(C=O)를 가진 제1석유류(수용성) 위험물로, 수용성이어서 지정수량이 400L다(같은 제1석유류라도 비수용성은 200L).

증기비중은 $\dfrac{\text{분자량}}{29}$이며, 아세톤의 분자량 58을 대입하면
$\dfrac{58}{29}=2$

시성식 CH₃COCH₃에서 분자량 58이 바로 나오므로, 품명·지정수량·증기비중을 하나의 흐름으로 이어서 답할 수 있다.

[해설]

50만L 이상의 옥외탱크저장소는 설치 전에 구조·설비의 안전성을 미리 확인받아야 하므로 검토 → 허가 → 검사의 순서로 절차가 진행된다.

먼저 기술검토를 거친 뒤 설치허가를 받고, 탱크 제작 단계에서 탱크안전성능검사를 받으며, 탱크가 완성되면 완공검사를 실시해 합격하면 완공검사합격확인증을 발급받아야 실제 사용이 가능하다.

기술검토는 한국소방산업기술원에 위탁되어 있으며, 신청 시 위험물탱크의 기초·지반, 탱크 본체, 소화설비에 관한 사항을 확인한다.

[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.

[해설]

탄화칼슘은 산소와의 산화 반응과 고온에서의 질소 고정 반응이 각각 다른 생성물을 낸다.

산화 반응식은 $2\mathrm{CaC_2} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{CaO} + 4\mathrm{CO_2}$이며, 탄소 4개·산소 10개가 양변에서 맞아떨어지도록 계수를 정확히 쓰는 것이 채점 포인트다.

고온에서 질소와 반응하면 $\mathrm{CaC_2} + \mathrm{N_2} \rightarrow \mathrm{CaCN_2} + \mathrm{C}$가 되어 칼슘시안나이드(석회질소)와 탄소가 생성된다.

[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]

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]

방유제 안의 탱크 수는 원칙적으로 10기 이하이고, 모든 탱크 용량이 20만L 이하이면서 인화점 70도 이상 200도 미만인 위험물을 저장하는 경우에만 20기까지 허용된다.

이 문제는 30만L 탱크가 섞여 있고 인화점도 50도여서 20기 특례 조건을 어느 쪽도 충족하지 못하므로, 12기를 수용하려면 최소 2개의 방유제가 필요하다(③). ①처럼 제6류인 질산으로 바꾸어도 질산은 인화점이 없어 20기 특례의 대상이 될 수 없어 10기 제한이 그대로 적용되므로 역시 2개다.

②의 방유제 용량은 안에 있는 탱크 용량의 합이 아니라 최대 용량 탱크 1기의 110% 이상으로 산정하므로 $30 \times 1.1 = 33$만L가 된다.

[해설]

20도 물이 100도 수증기가 되기까지 현열(온도 상승)과 잠열(기화열)을 모두 흡수하므로 두 열량을 더한 값이 답이 된다.

현열은 $10\mathrm{kg} \times (100-20)\mathrm{^\circ C} \times 1\mathrm{kcal/kg^\circ C} = 800\mathrm{kcal}$이고,
기화열은 물의 증발잠열 539kcal/kg을 적용해 $539 \times 10 = 5390\mathrm{kcal}$이다.

두 값을 합하면 $800 + 5390 = 6190\mathrm{kcal}$로, 비열 1과 증발잠열 539를 빠뜨리지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

제4류 위험물 중 지정수량이 400L인 것은 알코올류인 에틸알코올이며, 보기 중 게시판 주의사항이 물기엄금인 물질은 칼륨이다.

칼륨은 알코올의 -OH와 반응해 칼륨에틸레이트와 수소 기체를 만들므로 반응식은 $\mathrm{2C_2H_5OH + 2K \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2\uparrow}$이다.

툴루엔은 제2석유류로 지정수량이 200L이고, 질산메틸(제5류)·과산화나트륨(제1류)은 제4류 400L라는 조건이나 에틸알코올과의 반응 조건을 만족하지 못해 이 조합에서 제외된다.

[해설]

옥외저장소에서 용기에 수납한 위험물을 쌓는 높이는 저장 방식과 위험물 종류에 따라 다르게 제한된다.

선반에 저장하는 경우와 기계하역구조 용기만을 겹쳐 쌓는 경우는 모두 6m 이하로 제한된다.

다만 중유 등 제4류 위험물 중 제3석유류·제4석유류·동식물유류만을 저장하는 경우에는 4m 이하로 더 낮게 제한된다.

[해설]

리튬과 물의 반응은 알칼리금속의 전형적인 반응으로, 물을 분해하며 가연성인 수소 기체를 발생시킨다.

반응식은 $\mathrm{2Li + 2H_2O \rightarrow 2LiOH + H_2}$이며, 리튬 2몰이 반응하면 수소 기체는 1몰 생성된다.

표준상태가 아닌 1atm·25℃ 조건이므로 이상기체 상태방정식으로 부피를 구한다.
$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \times 0.08206 \times 298}{1} = 24.45\,\mathrm{L}$

[해설]

과망간산칼륨은 제1류 위험물 중 과망간산염류에 해당하며, 산과 반응하거나 열분해될 때 모두 산소를 방출한다.

지정수량은 1,000kg이며, 묽은 황산과의 반응식 $\mathrm{4KMnO_4 + 6H_2SO_4 \rightarrow 2K_2SO_4 + 4MnSO_4 + 6H_2O + 5O_2\uparrow}$과 열분해식 $\mathrm{2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow}$ 모두에서 산소(O₂)가 공통으로 생성된다.

과망간산염류는 제1류 위험물 중 지정수량이 큰 품목으로 위험등급은 Ⅲ등급에 해당한다.

[해설]

분말소화약제와 불활성가스계 소화약제는 종류별로 화학성분과 혼합비율이 정해져 있어 이를 정확히 구분해야 한다.

제2종 분말소화약제는 $\mathrm{KHCO_3}$, 제3종 분말소화약제는 $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$이다.

불활성가스계 소화약제는 질소·아르곤·이산화탄소의 혼합비로 구분되며, IG-55는 N₂ 50%·Ar 50%, IG-541은 N₂ 52%·Ar 40%·CO₂ 8%, IG-100은 N₂ 100%이다.

[해설]

탄화칼슘이 물과 반응해 생성된 아세틸렌은 구리와 반응해 폭발성 화합물을 만들기 때문에 구리 용기에 저장할 수 없다.

탄화칼슘과 물의 반응식은 $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$이고, 생성된 아세틸렌이 구리와 반응하면 $\mathrm{C_2H_2 + 2Cu \rightarrow Cu_2C_2 + H_2}$가 된다.

이때 생성되는 구리아세틸리드(Cu₂C₂)는 충격이나 마찰에 매우 민감한 폭발성 물질이므로, 아세틸렌을 구리·은·수은 등의 금속 용기에 저장해서는 안 된다.

[해설]

세 특례 모두 통상적인 주유취급소 기준을 완화하는 규정이지만, 완화 범위는 이용 대상과 개방 환경에 따라 다르다.

항공기주유취급소와 선박주유취급소는 공항·항만이라는 특수한 개방 환경에서 운용되므로 주유공지·탱크용량·주유관 길이·담(벽) 기준이 폭넓게 완화되며, 항공기주유취급소는 여기에 더해 캐노피 설치 의무까지 제외된다.

반면 자가용주유취급소는 불특정 다수가 아닌 특정인만 이용하는 시설이라 완화 폭이 가장 좁아, 주유공지 확보 의무(㉠)만 제외되고 나머지 구조 기준은 그대로 적용된다.

선박주유취급소는 항공기주유취급소와 달리 캐노피(㉤) 설치 의무가 그대로 유지된다는 점이 두 특례를 가르는 채점 포인트다.

[해설]

적린이 연소하면 오산화인이 생성되며, 반응식은 $\mathrm{4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$이고 이때 발생하는 백색 연기가 식별 특징이다.

$\mathrm{P_2O_5}$는 흡습성이 매우 강한 오산화인으로, 공기 중 수분과 만나면 인산($\mathrm{H_3PO_4}$)으로 전환되면서 짙은 백연을 형성한다.

산소가 부족할 때 생기는 삼산화인($\mathrm{P_2O_3}$)과 혼동하기 쉬우므로, 완전연소 생성물은 오산화인이라는 점을 화학식·명칭·색상과 함께 짝지어 답해야 한다.

①: 3
②: 3
③: 9
④: 9
⑤: 3

[해설]

옥외저장소의 보유공지는 저장·취급하는 위험물의 지정수량 배수 구간별로 정해지며, 지정수량 10배 이하는 3m, 20배 초과 50배 이하는 9m가 기준이다.

따라서 10배 이하 구간의 제1석유류·제2석유류는 완화 대상이 아니어서 ①·② 모두 3m가 되고, 20배 초과 50배 이하 구간의 제2석유류·제3석유류도 기준을 그대로 적용해 ③·④ 9m가 된다.

다만 제4석유류와 제6류 위험물은 인화점이 높거나 자체 가연성이 없어 위험성이 상대적으로 낮으므로 표에 따른 공지 너비의 1/3 이상으로 완화할 수 있고, 그래서 ⑤는 9m의 1/3인 3m가 적용된다.

①: 2K₂O₂ + 2H₂O → 4KOH + O₂↑
②: 2K₂O₂ + 2CO₂ → 2K₂CO₃ + O₂↑
③: 1,000 m²

[해설]

분자량 39이고 불꽃반응색이 보라색인 제3류 위험물은 칼륨(K)이며, 칼륨이 산화되어 만들어지는 제1류 위험물의 과산화물은 과산화칼륨(K₂O₂, 무기과산화물)이다.

과산화칼륨은 물과 반응해 강알칼리인 수산화칼륨과 산소를 내놓으므로 주수소화가 금지되고, 이산화탄소와도 반응해 탄산칼륨과 산소를 내놓기 때문에 CO₂ 소화기 역시 사용할 수 없다.

① $2\mathrm{K_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{KOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$
② $2\mathrm{K_2O_2} + 2\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{K_2CO_3} + \mathrm{O_2}\uparrow$

무기과산화물처럼 위험등급 I에 해당하는 제1류 위험물을 옥내저장소에 저장할 때는 저장창고의 바닥면적을 1,000㎡ 이하로 제한하는 기준이 적용된다.

칼륨

[해설]

제3류 위험물 중 칼륨은 공기 중에서 자연발화하는 성질과 물과 반응해 가연성 가스(수소)를 내며 발열하는 성질을 동시에 가진 자연발화성 및 금수성 물질에 해당한다.

같은 제3류인 황린도 자연발화성은 있으나 오히려 물속에 저장하는 물질이라 금수성에는 해당하지 않는다는 점이 자주 헷갈리는 부분이다.

나이트로벤젠·글리세린은 제4류 인화성액체, 트리나이트로페놀은 제5류 자기반응성물질로 애초에 자연발화성·금수성과 무관하고, 수소화나트륨은 금수성은 있으나 자연발화성 물질로는 분류되지 않는다.

칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬, 황린

[해설]

제3류 위험물 중 위험등급 I은 소량으로도 위험성이 커서 지정수량이 10kg(칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬) 또는 20kg(황린)으로 정해진 품명들이며, 답은 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬, 황린 다섯 가지다.

이 품명들은 자연발화성 또는 금수성이 특히 강해, 지정수량 50kg인 알칼리금속·알칼리토금속과 유기금속화합물(위험등급 II), 지정수량 300kg인 금속의 수소화물·금속의 인화물·칼슘 또는 알루미늄의 탄화물(위험등급 III)보다 한 단계 높은 등급으로 관리된다는 점이 채점 포인트다.

①: 오산화인(P₂O₅)
②: 포스핀(PH₃)
③: 해당없음
④: 포스핀(PH₃)
⑤: 해당없음

[해설]

인·황을 함유한 위험물이 연소하거나 물·알칼리와 반응할 때 유독한 오산화인(P₂O₅)이나 포스핀(PH₃)이 발생하는지가 핵심 채점 포인트다.

황린(P₄)은 연소하면 산소와 결합해 백색의 오산화인 연기를 내고, 강알칼리인 수산화칼륨 수용액 속에서는 인이 스스로 산화·환원되는 불균등화 반응을 일으켜 포스핀을 발생시킨다. 인화칼슘(Ca₃P₂)도 물과 반응하면 포스핀을 내놓는 대표적 금수성물질이다.

반면 아세트산은 완전연소하면 CO₂와 H₂O만 생기고, 과산화바륨과 물의 반응은 수산화바륨과 과산화수소를 내놓을 뿐이므로 두 경우 모두 해당없음이 맞다.

① ㉠: 2, ㉡: 2
②: III 등급
③: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑
④: Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂↑

[해설]

마그네슘은 분말 상태일 때 표면적이 커서 위험성이 급증하므로, 위험성이 낮은 덩어리·막대 형태는 위험물에서 제외하는 예외 규정을 둔다.

2mm의 체를 통과하지 않는 덩어리 상태이거나 지름 2mm 이상의 막대 모양이면 분진 폭발·발화 위험이 낮아 위험물로 취급하지 않으므로 ㉠·㉡ 모두 2가 들어간다. 또 마그네슘·철분·금속분은 같은 제2류 안에서도 상대적으로 위험성이 낮아 위험등급 III으로 분류된다.

마그네슘은 산이나 물과 만나면 자신이 산화되면서 수소를 내놓으므로, 두 반응식 모두 수소(H₂) 발생이 채점 포인트다.

③ $\mathrm{Mg} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow$
④ $\mathrm{Mg} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Mg(OH)_2} + \mathrm{H_2}\uparrow$

①: 50,000
②: 50,000
③: 10,000
④: 2,000

[해설]

주유취급소의 각 전용탱크 용량 상한은 취급 목적별로 다르게 정해져 있으며, 차량에 직접 급유·주유하는 탱크는 대용량을, 부수적 용도의 탱크는 소용량으로 제한한다.

고정주유설비(자동차 등에 직접 주유)와 고정급유설비(이동저장탱크나 용기에 옮겨 담는 급유)에 직접 접속하는 전용탱크는 각각 50,000L 이하로 동일하게 제한된다.

보일러 등 부속설비에 공급하는 전용탱크는 10,000L 이하로, 점검·정비 작업장의 폐유·윤활유 등을 저장하는 탱크는 그보다 작은 2,000L 이하로 제한해 용도에 비례한 위험 관리를 한다.

(1): ①②
(2): ①②③④
(3): ①④

[해설]

(1) 위험물 운송책임자의 감독·지원은 이동탱크저장소에 동승해 직접 지시하거나, 동승하지 않더라도 사무실 등에 대기하면서 운송경로 파악·수시 연락·비상시 조치 등으로 지원하는 방식만 인정된다. 단순히 GPS로 위치만 추적하거나 다른 차량으로 뒤따르는 방식은 실질적인 감독·지원으로 보지 않으므로 ①②만 옳다.

(2) 이동탱크저장소로 장거리를 운송할 때는 원칙적으로 2명 이상이 운전해야 하지만, 운송책임자가 동승한 경우, 제2류 위험물이나 특수인화물을 제외한 제4류 위험물(제1석유류 포함)을 운송하는 경우, 운송 도중 2시간 이내마다 20분 이상 휴식하는 경우에는 1명 운전이 허용되므로 ①②③④ 모두 해당한다.

(3) 이동탱크저장소에는 완공검사합격확인증을 비치해야 하며, 위험물안전카드는 특수인화물·제1석유류처럼 위험성이 큰 품목을 운송할 때 함께 휴대·비치해야 하므로 ①④가 정답이다. 정기검사확인증이나 설치허가확인증은 비치 대상 서류가 아니다.

①: 565,486.68L
②: 받아야 한다.
③: 받아야 한다.
④: 받아야 한다.

[해설]

세로형 원통형 탱크의 용량은 내용적에서 공간용적(10%)을 뺀 값이므로, 원기둥 부피를 구한 뒤 0.9를 곱하면 된다.

내용적: $V = \pi r^2 l = \pi \times 5^2 \times 8 = 200\pi \approx 628.32\,\mathrm{m^3} = 628{,}318.53\,\mathrm{L}$
용량: $628{,}318.53 \times (1-0.1) \approx 565{,}486.68\,\mathrm{L}$

액체위험물을 저장하는 옥외탱크저장소는 저장용량이 50만L 이상이면 설치·변경 시 기술검토를 받아야 하고 정기검사 대상에도 포함되며, 완공검사는 제조소등을 설치할 때 공통으로 받아야 하므로 ②③④ 모두 '받아야 한다'가 정답이다.

①: 벤젠(C₆H₆)
②: 구조식 — 정육각형 벤젠고리(탄소 6개)에 단일·이중결합이 교대로 배치된 고리 구조(C₆H₆). 각 탄소에 수소 1개씩 결합.
③: 유분리장치

[해설]

무색투명하고 방향성이 있는 휘발성 액체, 분자량 78, 인화점 -11℃라는 조건은 방향족 탄화수소의 대표 물질인 벤젠(C₆H₆)을 가리킨다.

벤젠은 제4류 위험물 중 제1석유류·비수용성으로 분류되며, 탄소 6개가 정육각형 고리를 이루고 단일결합과 이중결합이 교대로 배치된 방향족 고리 구조에 각 탄소마다 수소 1개가 붙은 구조식으로 그린다.

펌프설비의 집유설비에 유분리장치를 설치해야 하는 대상은 물에 잘 녹지 않는 제4류 위험물(20℃의 물 100g에 녹는 양이 1g 미만)로, 벤젠은 비수용성이므로 여기에 해당한다.

[해설]

지정과산화물을 저장하는 옥내저장소는 폭발 시 압력이 위로 빠지도록 지붕을 만들되, 지붕 자재가 흩날리거나 무너지지 않도록 보강하는 이중 기준을 둔다.

지붕을 지지하는 중도리 또는 서까래의 간격은 30cm 이하로 촘촘히 배치하고, 지붕 아래쪽 면에는 한 변의 길이가 45cm 이하인 환강·경량형강 등으로 강제 격자를 설치한다.

또 지붕 아래쪽 면에 철망을 쳐서 불연재료의 도리·보·서까래에 단단히 결합시키고, 두께 5cm 이상·너비 30cm 이상의 목재 받침대를 설치해 폭발압은 위로 유도하면서 붕괴는 막는 구조로 만든다.

[해설]

트리에틸알루미늄은 알코올과 만나면 알루미늄-탄소 결합이 끊어지고 알루미늄-산소 결합으로 치환되면서 에탄(C₂H₆)을 발생시키는 반응이 핵심이다.

① $(\mathrm{C_2H_5})_3\mathrm{Al} + 3\mathrm{CH_3OH} \rightarrow \mathrm{Al(CH_3O)_3} + 3\mathrm{C_2H_6}\uparrow$

생성물 중 알루미늄 화합물은 고체이고 에탄만 상온에서 기체인 가연성 물질이므로, ②는 에탄의 완전연소반응식을 쓰면 된다.

② $2\mathrm{C_2H_6} + 7\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 6\mathrm{H_2O}$

[해설]

불활성가스소화약제는 이산화탄소·질소·아르곤 같은 불연성 기체로 산소 농도를 희석해 소화하는 약제로, IG-55와 IG-541은 구성 성분과 비율로 구분된다.

IG-55는 질소(N₂) 50%와 아르곤(Ar) 50%의 2성분계이다.

IG-541은 이산화탄소(CO₂) 8%, 아르곤(Ar) 40%, 질소(N₂) 52%의 3성분계로, 소량의 CO₂가 인체의 산소 이용 효율을 보조하도록 배합돼 있다는 점이 IG-55와의 차이다.

[해설]

제1류 위험물 중 위험등급 I은 지정수량이 50kg인 품명으로, 아염소산염류·염소산염류·과염소산염류·무기과산화물이 해당한다.

모두 산화력이 매우 강해 지정수량이 가장 작게 설정되어 있으며, 지정수량 300kg인 브로민산염류·질산염류·아이오딘산염류(위험등급 II)와 혼동하지 않아야 한다.

[해설]

나이트로셀룰로오스는 셀룰로오스(섬유소)의 하이드록시기를 진한 질산으로 에스터화시켜 만들며, 함께 넣는 진한 황산은 반응에서 생기는 물을 빼앗아 반응을 밀어주는 탈수제 역할을 한다.

질산과 에스터 결합을 이룬 구조이므로 품명은 질산에스터류(제5류 자기반응성물질)로 분류되고, 다른 질산에스터류와 마찬가지로 위험성이 커 지정수량은 10kg으로 소량이다.

제5류 위험물은 분자 안에 산소를 품고 있어 외부 산소 공급 없이도 연소하고 충격·마찰에도 민감하므로, 운반용기 외부에 표시할 주의사항은 화기엄금·충격주의 두 가지다.

[해설]

이 표는 위험물안전관리법령상 유별·품명별 지정수량 체계를 확인하는 문제로, 같은 유별이라도 품명에 따라 지정수량 등급이 나뉜다는 점이 핵심이다.

제1류에서 아이오딘산염류는 질산염류·브로민산염류와 함께 지정수량 300kg 그룹에 속하고, 과망간산염류와 같은 1,000kg 그룹에 들어가는 품명이 중크로뮴산염류다.

제2류의 성질은 가연성고체이며, 철분·금속분·마그네슘은 지정수량 500kg 그룹인 반면 인화성고체는 그보다 위험성이 낮아 1,000kg 그룹으로 분류된다.

제4류는 같은 석유류라도 비수용성이 수용성보다 위험성이 커 지정수량이 절반으로 작으므로, 제2석유류 비수용성은 1,000L, 제3석유류 수용성은 4,000L이다.

[해설]

방화상 유효한 담의 높이는 인근 건축물 높이 H가 연소한계곡선 위인지 아래인지에 따라 갈린다. 위험물안전관리에 관한 세부기준은 $H \le pD^2 + a$ 이면 h = 2, $H > pD^2 + a$ 이면 $h = H - p(D^2 - d^2)$ 로 정하고 있다.

주어진 값을 판정식에 넣으면 $pD^2 + a = 0.15 \times 10^2 + 30 = 45$ 이고, 인근 건축물 높이 $H = 40$ 은 이보다 작으므로 첫 번째 경우에 해당한다.

즉 인근 건축물이 연소위험범위 밖에 있어 별도 계산 없이 담 높이는 2m 이상이 되며, 세부기준도 산출값이 2m 미만이면 최소 2m로 하도록 규정한다.

[해설]

유별 저장·취급 공통기준은 유별마다 열거하는 위험 요인이 조금씩 달라, 문구의 세부 표현으로 유별을 특정할 수 있다.

㉠은 "가연물과의 접촉·혼합이나 분해를 촉진하는 물품과의 접근 또는 과열"만 열거하므로 제6류(a)다. 같은 앞머리를 쓰는 제1류는 여기에 '충격·마찰'과 알칼리금속 과산화물의 물 접촉 금지가 덧붙는다는 점에서 갈린다. ㉡의 "함부로 증기를 발생시키지 않아야 한다"는 제4류(b), ㉢의 "과열·충격 또는 마찰"은 제5류(c)다.

②는 유별이 다른 위험물이라도 서로 1m 이상 간격을 두면 같은 저장소에 저장할 수 있는 예외 조합으로, 제1류와 제6류(d), 제2류 중 인화성 고체와 제4류(e)가 이에 해당한다.

[해설]

옥외소화전설비의 수원 수량은 설치개수(최대 4개까지만 산정)에 소화전 1개당 필요 수량 13.5m³를 곱해 구한다.

3개 설치 시에는 개수 그대로 계산해 $13.5 \times 3 = 40.5\,\mathrm{m^3}$ 이 된다.

6개 설치 시에도 최대 4개로 산정하므로 $13.5 \times 4 = 54\,\mathrm{m^3}$ 로 계산한다.

[해설]

옥외저장소는 노천에 저장하므로 비·습기에 상대적으로 안전하고 자연발화 위험이 낮은 위험물만 저장이 허용된다.

제2류 위험물 중에서는 황과 인화성고체, 제4류 위험물 중에서는 제1석유류·알코올류·제2~4석유류·동식물유류가 대상이며, 제6류 위험물인 질산·과염소산·과산화수소도 저장할 수 있다.

다만 제2류의 인화성고체와 제4류의 제1석유류는 인화점이 0℃ 이상인 것만 허용되므로, 인화점이 -18℃인 아세톤 같은 제1석유류는 옥외저장소에 둘 수 없다.

[해설]

[보기] 물질 중 연소범위가 가장 넓은 것은 다이에틸에터로, 특수인화물 특유의 낮은 하한값과 넓은 폭을 가진다.

연소범위는 1.9 ~ 48%이며, 위험도는 하한 대비 상하한 폭이 얼마나 큰지를 나타내는 지표이다.

위험도 H는 $H=\dfrac{U-L}{L}$ 로 정의되므로 $H=\dfrac{48-1.9}{1.9} \approx 24.26$ 이 된다.

[해설]

불티·불꽃·고온체 접근이나 과열·충격·마찰을 피해야 한다는 취급기준은 제5류 위험물(자기반응성물질)에 해당하는 내용이다.

혼재기준(지정수량 10배 이하)상 제5류는 제2류·제4류 위험물과만 함께 운반할 수 있다.

운반용기 외부 표시사항은 화기엄금·충격주의이며, 제5류 중 지정수량이 가장 작은 품명(10kg)은 유기과산화물·질산에스터류이다.

[해설]

지하탱크저장소의 각 수치는 누설 시 주변 시설물 오염을 막고 점검·정비 공간을 확보하기 위한 최소 이격거리 기준이다.

탱크전용실은 인접 벽·피트·가스관·대지경계선으로부터 0.1m 이상, 탱크 윗부분은 지면에서 0.6m 이상 아래에 위치해야 한다.

탱크를 2개 이상 인접 설치할 때 상호 간격은 1m 이상(지정수량 100배 이하이면 0.5m 이상)이며, 이 간격을 두께 20cm 이상의 콘크리트 구조물로 대체할 수 있다.

[해설]

위험등급 II에 해당하는 것만 골라 지정수량 배수를 더해야 하는데, 황(제2류, 지정수량 100kg)과 질산염류(제1류, 지정수량 300kg)가 이에 해당하고 나트륨(I등급)·등유(III등급)·철분(III등급)은 제외된다.

지정수량 배수는 각 저장량을 지정수량으로 나눈 값을 모두 더해 구하므로 $\dfrac{100}{100}+\dfrac{600}{300}=1+2=3$ 배가 된다.

[해설]

메탄올은 산화되면 폼알데하이드(HCHO)를 거쳐 의산(폼산, HCOOH)이 되고, 에탄올은 산화되면 아세트알데하이드(CH₃CHO)를 거쳐 아세트산이 된다.

의산은 제2석유류(수용성)로 지정수량 2,000L, 아세트알데하이드는 특수인화물로 지정수량 50L이므로 아세트알데하이드의 지정수량이 더 작다.

따라서 아세트알데하이드의 완전연소반응식을 구하면 $\mathrm{2CH_3CHO + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O}$ 가 된다.

[해설]

옥내탱크저장소 펌프실의 각 기준은 화재 확산을 막고 누출물을 회수하기 위한 구조·설비 요건이다.

상층이 없는 펌프실의 지붕은 불연재료로 하고, 출입구에는 갑종 또는 을종 방화문을 설치해야 한다.

펌프설비 주위에는 높이 0.2m 이상의 불연재료 턱을 두고, 탱크전용실 바닥 최저부에는 새어나온 액체를 모으는 집유설비를 설치하며, 창·출입구에는 망입유리를 사용한다.

[해설]

인(P)과 황(S)을 함께 포함한 삼황화인과 오황화인은 연소하면 둘 다 오산화인(P₂O₅)과 이산화황(SO₂)이라는 같은 생성물을 낸다는 점에서 [보기]의 다른 물질들과 구별된다.

삼황화인은 $\mathrm{P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2}$, 오황화인은 $\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}$ 로 나타낸다.

적린은 P₂O₅만, 황은 SO₂만 생성하고 철·마그네슘은 산화물을 생성하므로 이들과는 생성물이 겹치지 않는다.

①: 아세톤
②: CH₃COCH₃ — 가운데 카보닐 탄소(C=O)에 양쪽으로 메틸기(-CH₃)가 결합 (H₃C-CO-CH₃)
③: 메틸에틸케톤, 아세톤

[해설]

인화점이 가장 낮은 물질은 아세톤(약 -18℃)으로, 메틸에틸케톤(-1℃)·메탄올(11℃)·클로로벤젠(27℃)·아닐린(70℃)보다 낮다.

아세톤의 구조는 카보닐 탄소(C=O)를 중심으로 양쪽에 메틸기가 결합한 $\mathrm{CH_3-CO-CH_3}$ 형태이다.

제1석유류는 인화점 21℃ 미만인 것을 기준으로 하므로 [보기] 중 아세톤과 메틸에틸케톤이 이에 해당하고, 메탄올은 알코올류로 별도 분류되며 클로로벤젠·아닐린은 인화점이 더 높아 제2·3석유류에 속한다.

[해설]

아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)의 완전연소반응식은 $\mathrm{CH_3COCH_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O}$이며, 이론공기량과 CO₂ 부피는 이 반응식의 몰수비를 표준상태 부피(22.4L/mol)로 환산해 구한다.

아세톤의 분자량은 58g/mol이므로
$n = \dfrac{200}{58} = 3.448\,\mathrm{mol}$
필요한 산소는 계수 4를 곱해 $4 \times 3.448 = 13.79\,\mathrm{mol}$이고, 공기 중 산소 비율 21%로 나눈 뒤 22.4L/mol을 곱하면
$\dfrac{13.79}{0.21} \times 22.4 = 1471.27\,\mathrm{L}$

발생하는 이산화탄소는 계수 3을 곱해
$3.448 \times 3 \times 22.4 = 231.73\,\mathrm{L}$
O₂ 계수(4)와 CO₂ 계수(3)를 혼동하지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

옥내소화전설비의 수치 기준은 위험물안전관리법 시행규칙 소화설비 기준(별표 17)에 정해진 고정 수치로, 옥외소화전(수평거리 40m·수원 13.5m³·방수량 450L/min)과 자주 혼동되므로 구분해 암기해야 한다.

옥내소화전은 하나의 호스접속구까지의 수평거리가 25m 이하가 되도록 설치하며, 수원의 양은 가장 많이 설치된 층의 설치개수(5개 이상이면 5개)에 7.8m³를 곱한 값 이상이어야 한다.

모든 옥내소화전을 동시에 사용할 때 각 노즐선단의 방수압력 350kPa 이상, 방수량 260L/min 이상을 만족해야 하며, 이 네 수치가 모두 채점 키워드다.

[해설]

제3류 자연발화성물질과 제5류·제2류 위험물의 저장·취급 시 피해야 할 접촉 대상을 구분하는 문제다.

자연발화성물질은 불티·불꽃·고온체 외에도 공기(①)와의 접촉을 피해야 하고, 불티·고온체 접근이나 과열·충격·마찰을 피해야 하는 것은 제5류(②) 위험물의 기준이다.

제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘(③④⑤)은 물이나 산과 접촉하면 수소를 발생시켜 위험하므로 별도로 명시해 관리한다.

[해설]

질산의 질량 기준 농도(wt%) 문제이므로, 물을 넣어도 순수 질산의 질량은 변하지 않는다는 점을 이용해 방정식을 세운다. 희석 후 비중 1.41은 부피를 묻지 않는 이 문제에서는 쓰이지 않는다.

희석 전 용액의 질량은 $100\mathrm{mL} \times 1.51 = 151\mathrm{g}$이고 그중 순수 질산은 $151 \times 0.98 = 147.98\mathrm{g}$이며,
물 $x\mathrm{g}$을 더한 뒤 농도가 68%가 되므로 $\dfrac{147.98}{151+x} = 0.68$이 성립한다.

이를 풀면 $151+x = \dfrac{147.98}{0.68} \approx 217.62$이므로 $x \approx 66.62\mathrm{g}$이다.

①: ①: 벤젠, ②: 휘발유
②: 벤젠 — C₆H₆, 정육각형 벤젠고리(탄소 6개의 고리, 각 탄소에 H 1개씩 결합)

[해설]

정전기에 의한 재해 우려가 커 주입구 부근에 접지전극 설치가 요구되는 액체위험물은 벤젠과 휘발유로, 두 물질 모두 전기전도도가 낮아 유동·주입 과정에서 정전기가 쉽게 축적된다.

이 중 방향족 탄화수소이면서 응고점(약 5.5℃)이 겨울철 기온과 겹쳐 고체로 굳을 수 있고, 인화점(약 -11℃)이 응고점보다 낮아 고체 상태에서도 인화할 수 있는 물질은 벤젠(C₆H₆)이다.

벤젠의 구조식은 탄소 6개가 정육각형 고리를 이루고 각 탄소에 수소 1개씩 결합한 형태로, 단일결합과 이중결합이 교대로 이어진 방향족 고리 구조로 그린다.

[해설]

소화의 4대 원리는 연소의 3요소(가연물·산소공급원·점화원)와 연쇄반응을 각각 차단하는 방식으로 구분되며, 어떤 요소를 없애는지가 소화방법의 명칭을 결정한다.

• 냉각소화 — 연소열을 빼앗아 온도를 인화점·발화점 이하로 낮춘다.
• 질식소화 — 산소 공급을 차단해 연소를 막는다.
• 억제소화 — 부촉매 작용으로 연쇄반응을 방해한다.
• 제거소화 — 가연물 자체를 제거하거나 공급을 차단한다.

따라서 물의 증발잠열을 이용하는 것은 냉각소화, 산소를 차단하는 것은 질식소화, 밸브를 잠가 가연물 공급을 끊는 것은 제거소화에 해당한다.

[해설]

메틸알코올의 산화반응은 반응식의 몰수비가 1:1이므로, 반응한 메틸알코올의 몰수만큼 포름알데하이드가 그대로 생성된다.

산화반응식은 $\mathrm{2CH_3OH + O_2 \rightarrow 2HCHO + 2H_2O}$이고, 메틸알코올의 분자량이 32g/mol이므로
$\dfrac{320}{32} = 10\,\mathrm{mol}$

계수비가 2:2, 즉 1:1이므로 포름알데하이드(HCHO)도 10몰 생성되고, 분자량 30g/mol을 곱하면
$10 \times 30 = 300\,\mathrm{g}$

[해설]

옳은 지문은 ③과 ⑤로, 나머지는 위험물안전관리법 시행규칙의 저장·취급 중요기준을 수치나 표현만 일부 바꾼 오답이다.

①은 용기에 수납한 위험물의 온도 기준이 45℃가 아니라 55℃를 넘지 않도록 해야 하는 규정이고, ②는 황린 등 물속에 저장하는 물품과 금수성 물질을 동일한 저장소에 저장하지 않아야 하는데 반대로 서술되었다.

④는 이송취급소 순찰 시 압력뿐 아니라 압력 및 유량을 함께 상시 감시해야 하므로 틀렸고, ③(위험물을 저장한 상태로 이동저장탱크를 옮겨 싣지 않을 것)과 ⑤(허가·신고 범위를 벗어난 품명·수량의 저장취급 금지)는 규정 그대로다.

[해설]

덩어리 상태의 황을 저장하는 옥외저장소는 하나의 경계표시 내부 면적을 100m² 이하로 해야 하므로, 전체 면적 300m²는 경계표시 3개로 구획된다.

황의 지정수량은 100kg이고 30,000kg은 지정수량 300배로 200배 이상에 해당하므로, 인접하는 경계표시와 경계표시 사이의 간격은 10m 이상을 확보해야 한다.

옥외저장소에서 유별이 다른 위험물을 함께 저장할 수 있는 조합에 제2류 황과 제4류는 들어 있지 않고, 제4류와의 동시 저장이 허용되는 제2류는 인화성고체뿐이므로 이 옥외저장소에는 제4류 위험물을 함께 저장할 수 없다.

[해설]

질산암모늄(NH₄NO₃)의 분자량은 80g/mol이므로, 구성 원소별 원자량 합을 분자량으로 나누면 각 원소의 질량 백분율이 된다.

질소는 분자 1개에 2개, 수소는 4개 들어 있으므로 원자량 합은 각각 28과 4이다.
$\mathrm{N} = \dfrac{28}{80} \times 100 = 35\,\mathrm{wt\%}$
$\mathrm{H} = \dfrac{4}{80} \times 100 = 5\,\mathrm{wt\%}$
질소가 암모늄기와 질산기에 각각 1개씩 들어 있다는 점을 놓치지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

옳게 연결된 것은 ②③④이며, ①과 ⑤는 지정수량 수치가 실제 규정과 다르게 제시된 오답이다.

테레핀유는 제2석유류(비수용성)로 지정수량이 2,000L가 아니라 1,000L이고, 산화프로필렌은 특수인화물로 지정수량이 200L가 아니라 50L이다.

기어유(제4석유류) 6,000L, 아닐린(제3석유류 비수용성) 2,000L, 피리딘(제1석유류 수용성) 400L는 모두 시행령 별표 1의 지정수량과 일치한다.

[해설]

마그네슘은 이산화탄소와도 격렬히 반응하므로, CO₂ 소화약제로는 마그네슘 화재를 진압할 수 없다.

반응식은 $\mathrm{2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C}$로, 이산화탄소가 산화제 역할을 하면서 오히려 가연성인 탄소(그을음)를 발생시켜 연소를 돕는다.

따라서 마그네슘 화재에는 CO₂나 주수 소화를 피하고 마른 모래·팽창질석 등으로 질식소화해야 한다.

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

[해설]

제5류 위험물(자기반응성물질)은 대부분 분자 내에 산소를 포함해 자기연소(내부연소)가 가능한 물질군으로, 품명은 특징적인 작용기·구조에 따라 구분된다.

• 나이트로화합물 — 나이트로기(-NO₂)를 가진 화합물이다.
• 나이트로소화합물 — 나이트로소기(-NO)를 가진 화합물이다.
• 아조화합물 — 아조기(-N=N-)를 가진 화합물이다.
• 디아조화합물 — 디아조기(=N₂)를 가진 화합물이다.
• 히드라진유도체 — 히드라진(N₂H₄) 구조를 가진 화합물이다.

이 밖에 유기과산화물·질산에스터류·하이드록실아민 등도 제5류 품명에 포함되며, 품명 명칭과 특징 작용기를 짝지어 기억하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

세로(종)로 세운 원통형 탱크의 내용적은 지붕 부분을 뺀 원통 몸통만으로 $V = \pi r^2 l$ 공식을 적용해 계산한다.

바닥 지름이 10m이므로 반지름은 5m이고, 원통 높이 4m를 대입하면
$V = \pi \times 5^2 \times 4 = 314.159 \approx 314.16\,\mathrm{m^3}$

지붕 높이 1m는 원통 몸통이 아니므로 내용적 계산에 포함하지 않으며, 지름 10m를 그대로 반지름 자리에 대입하는 것도 흔한 감점 요인이다.

[해설]

운반용기 외부 주의사항은 위험물의 유별·성질에 따라 정해진 표현을 그대로 표기해야 하며, 같은 제3류라도 자연발화성과 금수성 여부에 따라 문구가 달라진다.

황린은 자연발화성물질이므로 화기엄금·공기접촉엄금을 표기하고, 인화성고체는 제2류 중 유일하게 화기엄금을 표기한다(철분·금속분·마그네슘은 화기주의·물기엄금, 그 밖의 제2류는 화기주의).

과산화나트륨은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물이므로 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의를 모두 표기해야 한다.

[해설]

지정과산화물(유기과산화물) 저장창고는 화재·폭발 확산을 막기 위해 일반 옥내저장소보다 강화된 격벽·외벽 기준을 적용받는다.

저장창고는 150m² 이내마다 격벽으로 완전하게 구획하며, 격벽 두께는 철근콘크리트조·철골철근콘크리트조는 30cm 이상, 보강콘크리트블록조는 40cm 이상이어야 한다.

격벽은 저장창고 양측 외벽으로부터 1m 이상, 상부 지붕으로부터 50cm 이상 돌출시켜 화재가 인접 구획으로 번지지 않도록 한다.

[해설]

이 문제는 이상기체 상태방정식을 이용해 액체가 전량 기체로 바뀌었을 때의 부피를 구하는 유형으로, 무게(w)와 분자량(M)을 이용한 $PV=\dfrac{w}{M}RT$ 형태로 접근한다.

$V=\dfrac{wRT}{PM}=\dfrac{5\times0.082\times323}{1\times76}=1.74\ \mathrm{m^3}$

이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)의 분자량은 76(C 12 + S 32×2)이며, 온도는 반드시 절대온도(50+273=323K)로 환산해 대입해야 한다.

[해설]

④, ⑤만 해당하는 이유는 지중탱크·해상탱크는 저장 위험물이 제6류가 아닌 한 지정수량의 100배 이상이면 소화난이도등급 I에 해당하기 때문이다.

황 14,000kg(지정수량 100kg)은 140배, 휘발유 100,000L(지정수량 200L)는 500배로 각각 100배 기준을 충족한다.

①질산과 ②과산화수소는 제6류 위험물이라 액표면적·탱크 높이 기준에서 제외되고, ③이황화탄소 500L는 판정에 필요한 액표면적·높이 조건이 제시되지 않아 해당 없음으로 본다.

[해설]

알코올류는 탄소수 1~3개의 포화 1가 알코올(변성알코올 포함)만 해당하며, 이는 메탄올·에탄올·프로판올을 지정수량 규제 대상으로 삼기 위한 기준이다.

포화 1가 알코올 함유량이 60중량% 미만인 수용액은 인화 위험이 낮아 알코올류에서 제외된다.

가연성 액체량이 60중량% 미만이면서 인화점·연소점이 에틸알코올 60중량% 수용액의 인화점·연소점을 초과하는 경우도 같은 이유로 제외 대상이다.

[해설]

질산칼륨($\mathrm{KNO_3}$)은 제1류 위험물 중 질산염류로 분류되어 위험등급 II, 지정수량 300kg이 적용된다.

제조소등 게시판에 물기엄금을 표기하는 제1류 위험물은 알칼리금속의 과산화물뿐이고, 그 밖의 제1류 위험물은 표기 대상이 아니다. 질산칼륨은 질산염류이므로 표기할 주의사항이 없다.

분해반응식 $\mathrm{2KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2}$는 가열 시 아질산칼륨과 산소를 방출하는 반응으로, 방출된 산소가 주변 가연물의 연소를 조장하는 위험 요인이다.

[해설]

이산화탄소 소화설비는 저장 압력에 따라 고압식과 저압식으로 나뉘며, 방사압력·경보장치 작동압력·저장용기 온도가 각각 다르게 규정되어 있다.

• 방사압력: 고압식 2.1MPa 이상, 저압식 1.05MPa 이상
• 압력경보장치 작동범위: 2.3MPa 이상 1.9MPa 이하
• 저압식 저장용기 온도: 영하 20℃ 이상 영하 18℃ 이하

저압식은 액화 이산화탄소를 낮은 압력·저온으로 유지해야 하므로 자동냉동기로 온도 범위를 좁게 관리하는 것이 핵심이다.

[해설]

수용성 여부는 분자 내 극성 작용기와 탄소사슬 길이로 결정되며, 아세트알데하이드·아세톤·메틸알코올처럼 탄소수가 적고 카보닐기·하이드록실기를 가진 물질이 물에 잘 녹는다.

반면 휘발유·벤젠·톨루엔·클로로벤젠은 탄화수소·할로겐화 방향족 계열의 비극성 물질이라 물과 섞이지 않는 비수용성으로 분류된다.

[해설]

세 물질 모두 물과 반응해 수소 또는 산소를 발생시키므로 주수소화가 금지되는 물질들이다.

$\mathrm{2K_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + O_2}$는 무기과산화물 특유의 반응으로, 발생한 산소가 화재를 확대시킬 위험이 있다.

$\mathrm{Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2}$, $\mathrm{2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2}$는 각각 마그네슘·나트륨이 물과 반응해 수소가스를 발생시켜 폭발 위험을 만드는 반응이다.

[해설]

운반용기 외부 주의사항은 위험물의 유별·품명에 따른 위험 특성(인화성·자연발화성·금수성·산화성)을 반영해 정해진다.

제2류 중 인화성고체와 제4류·제5류는 화기엄금이 공통이지만, 제5류는 폭발 위험 때문에 충격주의가 추가로 붙는다.

제3류 금수성물질은 물기엄금, 강산화성인 제6류는 가연물과 만나면 격렬히 반응하므로 가연물접촉주의를 표기한다.

[해설]

세 물질은 서로 다른 유별에 속해 지정수량이 각기 다르며, 화학식은 각 품명의 대표적 조성을 나타낸다.

과산화벤조일 $\mathrm{(C_6H_5CO)_2O_2}$은 제5류 유기과산화물(제1종 기준 10kg), 과망간산암모늄 $\mathrm{NH_4MnO_4}$는 제1류 과망간산염류(1,000kg), 인화아연 $\mathrm{Zn_3P_2}$는 제3류 금속의 인화물(300kg)로 분류된다.

[해설]

분자량 27, 끓는점 26℃, 맹독성이라는 조건에 부합하는 제4류 위험물은 사이안화수소(HCN)이다.

증기비중은 물질의 분자량을 공기의 평균분자량(28.84)으로 나눠 구하며, $\dfrac{27}{28.84}=0.936$으로 1보다 작아 공기보다 가볍다는 특성을 보인다.

[해설]

강산화제인 염소산칼륨과 환원성 물질인 적린이 접촉하면 폭발적으로 반응해 오산화인과 염화칼륨을 생성한다.

$\mathrm{6P + 5KClO_3 \rightarrow 3P_2O_5 + 5KCl}$

생성된 오산화인은 흡습성이 강해 물과 만나면 $\mathrm{P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4}$로 인산이 되며, 이는 오산화인이 대기 중 수분과도 쉽게 반응함을 보여준다.

[해설]

아세트알데하이드는 인화점(약 -38도)과 비점(약 21도)이 모두 낮아 저장온도 규제가 엄격하고, 연소범위가 넓어 위험도가 크며, 공기 중에서 쉽게 산화된다.

압력탱크 외의 옥외저장탱크에 저장할 때는 15도 이하로 유지해야 한다. 같은 조건에서 산화프로필렌·다이에틸에터등은 30도 이하이고, 압력탱크에 저장하는 경우에는 40도 이하가 기준이므로 함께 묶어 외워 둔다.

위험도는 $H = \dfrac{U-L}{L} = \dfrac{57-4.1}{4.1} \approx 12.9$로, 연소하한이 작을수록 값이 커진다.

공기 중에서 산화되면 초산(아세트산) $\mathrm{CH_3COOH}$이 생성되는데, 알데하이드기가 환원성을 가져 쉽게 카복실산으로 산화되기 때문이다.

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

[해설]

2024년 법령 개정 이후 제5류 위험물은 위험성시험 결과에 따라 제1종(위험등급 I)과 제2종(위험등급 II) 두 단계로만 구분된다.

종전 지정수량 10kg 품명이던 유기과산화물과 질산에스터류는 폭발 위험성이 높아 제1종(위험등급 I)에 해당하고, 히드라진유도체·나이트로화합물·아조화합물·하이드록실아민은 제2종(위험등급 II)으로 분류된다.

제5류는 위험등급이 I·II 두 단계뿐이므로 III등급에 해당하는 품명은 존재하지 않는다.

[해설]

유별 저장·취급 공통기준은 열거된 위험 요인이 유별마다 달라, 문구만으로 어느 유별인지 특정할 수 있다.

"과열·충격 또는 마찰"을 피해야 한다는 문구는 제5류(①), "가연물과의 접촉·혼합이나 분해를 촉진하는 물품과의 접근 또는 과열"은 제6류(②), "함부로 증기를 발생시키지 아니하여야 한다"는 제4류(③)에 해당한다.

제1류 기준에도 '충격·마찰'이 들어가지만, 앞머리가 "가연물과의 접촉·혼합"으로 시작하고 알칼리금속 과산화물의 물 접촉 금지가 덧붙는다는 점에서 제5류·제6류와 구별된다.

[해설]

세 물질은 모두 제1류 위험물이지만 품명이 서로 달라 지정수량도 다르게 정해진다.

$\mathrm{KIO_3}$(아이오딘산염류)와 $\mathrm{AgNO_3}$(질산염류)는 지정수량이 300kg으로 같지만, $\mathrm{KMnO_4}$(과망간산염류)는 위험성이 상대적으로 낮게 평가되어 지정수량이 1,000kg으로 더 크다.

[해설]

비수용성 여부는 분자의 극성에 따라 결정되며, 이황화탄소·스티렌·클로로벤젠은 비극성 탄화수소·할로겐화합물 계열이라 물에 녹지 않는다.

반대로 아세트알데하이드와 아세톤은 카보닐기(C=O)의 극성 덕분에 물과 잘 섞이는 수용성 물질이다.

[해설]

제1종 판매취급소의 배합실을 포함한 시설기준은 위험물안전관리법령이 정한 고정 수치·구조 기준을 따른다.

• 배합실 바닥면적 6㎡ 이상 15㎡ 이하
• 벽은 내화구조 또는 불연재료
• 바닥은 경사를 두어 집유설비 설치
• 출입구에 자동폐쇄식 갑종(60분+)방화문 설치
• 출입구 문턱 높이 바닥면으로부터 0.1m 이상

배합실은 위험물을 배합·소분하는 공간이라 화재 확산 방지를 위한 구조 기준이 특히 엄격하게 적용된다.

[해설]

①은 탱크 내용적에서 공간용적을 뺀 최대 저장용량, ②는 두 탱크 중 용량이 더 큰 탱크를 기준으로 한 방유제 용량(110%), ③은 인접한 두 탱크 사이 화재·유출 확산을 막는 간막이둑이기 때문에 이 답이 된다.

탱크의 용량은 내용적에서 공간용적(5~10%)을 뺀 값으로 정하는데, 별도 조건이 없을 때 "최대용량"은 공간용적을 최소인 5%로 잡아 계산한다.
$50{,}000{,}000 \times (1-0.05) = 47{,}500{,}000\,\mathrm{L}$

②는 문제에서 제시한 공간용적 10/100을 적용해 b탱크의 용량을 구한 뒤, 두 탱크 중 더 큰 값을 기준으로 110%를 곱해 방유제 용량을 정한다.
$120{,}000{,}000 \times (1-0.10) = 108{,}000{,}000\,\mathrm{L}$
$108{,}000{,}000 \times 1.1 = 118{,}800{,}000\,\mathrm{L}$

같은 방유제 안에 탱크가 여러 기 있을 때는 탱크 사이 바닥에 간막이둑을 설치해 한 탱크에서 화재나 유출이 발생해도 다른 탱크로 번지지 않도록 구획한다.

[해설]

①은 과산화나트륨이 산화나트륨과 산소로 완전분해하는 반응식이고, ②는 이 반응의 몰비(2:1)를 이용해 산소 부피를 구한 값이다.

$2\mathrm{Na_2O_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2O} + \mathrm{O_2}$
과산화나트륨(분자량 78) 2mol이 분해되면 표준상태 기체 22.4L인 산소 1mol이 생성된다.

질량비로 비례식을 세우면 다음과 같다.
$2 \times 78\,\mathrm{g} : 22.4\,\mathrm{L} = 1{,}000\,\mathrm{g} : x$
$x = \dfrac{1{,}000 \times 22.4}{156} \approx 143.59\,\mathrm{L}$

1kg을 그램으로 환산한 값(1,000g)과 화학량론적 몰비를 정확히 세우는 것이 채점 포인트다.

[해설]

나트륨은 알칼리금속으로 물·산소와 격렬히 반응하며, 연소 시 특유의 노란색 불꽃을 낸다는 성질이 답의 근거다.

물과 반응하면 수산화나트륨과 수소 기체를 내며 발열·발화 위험이 크다.
$2\mathrm{Na} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}$

공기 중 연소 시에는 산화나트륨을 생성한다.
$4\mathrm{Na} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2O}$

나트륨의 노란색 불꽃반응은 나트륨 원자의 불꽃색 특성으로 잘 알려져 있어 물질 식별 문제에 자주 출제된다.

[해설]

세 물질 모두 공기와의 접촉을 차단해야 하지만 물질의 성질에 따라 보호액이 다르다는 점이 채점 포인트다.

황린은 공기 중에서 자연발화하므로 물 속에 저장해 산소 접촉을 막고, 칼륨은 물과 격렬히 반응하므로 물이 아닌 등유(경유) 같은 석유류 속에 저장한다.

이황화탄소(CS₂)는 물보다 무겁고 물에 잘 녹지 않으면서 증기 발생을 억제할 수 있어 칼륨과 달리 물 속에 저장한다는 점이 헷갈리기 쉽다.

[해설]

세 물질 모두 금속 수소화물로, 물과 반응하면 공통적으로 수소 기체를 발생시킨다는 원리가 반응식의 근거다.

$\mathrm{LiAlH_4} + 4\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{LiOH} + \mathrm{Al(OH)_3} + 4\mathrm{H_2}$

$\mathrm{KH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}$
$\mathrm{CaH_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + 2\mathrm{H_2}$

반응식에서 수소 원자 수와 계수를 정확히 맞추는 것이 채점 기준이며, 특히 LiAlH₄는 리튬·알루미늄이 각각 수산화물로 분리되는 것에 주의해야 한다.

[해설]

이황화탄소가 완전연소하면 이산화황이 2배 몰비로 생성되므로, 주어진 온도·압력 조건에서 이 부피를 구한 값이 답이다.

$\mathrm{CS_2} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{SO_2}$
이상기체 상태방정식으로 CS₂ 100kg의 몰수가 같은 조건에서 차지할 부피를 먼저 구한다.
$V = \dfrac{wRT}{PM}$

CS₂의 분자량은 76, 압력은 800mmHg를 atm으로 환산($\dfrac{800}{760} \approx 1.0526\,\mathrm{atm}$), 온도는 $273+30=303\,\mathrm{K}$를 대입한다.
$V = \dfrac{100{,}000 \times 0.082 \times 303}{1.0526 \times 76} \approx 31{,}058.43\,\mathrm{L}$