19년 1회차

나트륨은 비중이 약 0.97로 물보다 가벼운 금속이므로 "물보다 무겁다"는 서술이 틀렸다. 실제로 나트륨은 반응성이 커서 물이 아닌 석유(등유) 속에 보호액으로 저장한다.

황린은 자연발화성이 있어 물속에 저장하고, 트리에틸알루미늄은 상온 액체이며, 인화칼슘은 물과 반응해 포스핀을 발생시키므로 나머지 서술은 모두 옳다.

질식소화는 산소 공급을 차단하거나 공기 중 산소농도를 연소한계 아래(대략 15% 이하)로 떨어뜨려 연소를 중단시키는 방법이다. 이산화탄소·포·분말 소화약제나 불연성 물질 피복이 여기에 해당한다.

표면연소는 가연물이 열분해나 증발 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하여 불꽃 없이 타는 연소형태이다. 목탄(숯), 코크스, 금속분이 대표적이다. 목재·종이는 분해연소, 중유는 분해연소, 알코올은 증발연소에 해당한다.

제5류 위험물은 자기반응성물질로 분자 내에 산소를 함유하여 질식소화가 효과가 없고, 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이다. 따라서 물계 소화설비인 포소화설비가 적응성이 있으며, 분말·이산화탄소·할로겐화합물 등 질식·억제 계열은 적응성이 없다.

위험물안전관리법령상 이동저장탱크는 유별에 따라 외부 도장 색상이 정해져 있으며, 제5류 위험물은 황색으로 도장하여야 한다.

제3종 분말소화약제(제1인산암모늄)는 열분해하여 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)·암모니아·물을 생성하며, 메타인산 피막이 방진효과를 낸다.

제3류 위험물을 취급하는 제조소는 300명 이상을 수용하는 극장으로부터 30m 이상의 안전거리를 유지하여야 한다.

위험물안전관리법상 제조소등에서 위험물을 유출·방출 또는 확산시켜 사람의 신체 또는 재산에 위험을 발생시킨 자는 1년 이상 10년 이하의 징역에 처한다.

지정수량 20배 이상의 제1류 위험물을 저장하는 옥내저장소는 벽·기둥·바닥을 내화구조로 하여야 하나, 보와 서까래는 불연재료로 할 수 있어 반드시 내화구조로 할 필요는 없다.

칼륨과 나트륨은 모두 무르고 칼로 쉽게 잘리는 연질의 경금속으로 비중이 1보다 작고 융점이 100℃보다 낮으며 열전도도가 크다. 따라서 "강하고 단단한 금속"이라는 서술은 틀렸다.

혼재기준표상 제1류와 제6류 위험물은 모두 산화성 물질로서 서로 혼재가 가능한 조합이다. 나머지 조합(2류-6류, 2류-3류, 3류-5류)은 혼재기준표상 허용되지 않는다.

탄화알루미늄(Al₄C₃)은 물과 반응하여 가연성인 메탄가스를 발생시키므로$\text{Al}_4\text{C}_3 + 12\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{Al(OH)}_3 + 3\text{CH}_4$ 스프링클러 등 주수소화설비를 사용하면 오히려 화재·폭발을 키울 수 있다.

20℃ 물을 100℃까지 가열하는 현열과 100℃에서 증발하는 잠열의 합이다. $Q = mc\Delta t + m\gamma = 100 \times 1 \times (100-20) + 100 \times 540 = 8{,}000 + 54{,}000 = 62{,}000\,\mathrm{kcal}$이다.

소화기 표시의 "A-2", "B-3"에서 숫자는 해당 급수 화재에 대한 소화기의 능력단위를 나타낸다.

열전도율이 좋으면 발생한 열이 주위로 빠르게 분산되어 축적되지 않으므로 오히려 연소가 어려워진다. 따라서 "열전도율이 좋을수록 연소가 잘 된다"는 서술이 틀렸다.

나트륨은 액체 암모니아와 반응하여 나트륨아미드와 수소를 생성하고, 공기 중에서 연소할 때는 특유의 노란색(황색) 불꽃을 낸다.

화재의 급수 표시색상은 A급(일반화재) 백색, B급(유류화재) 황색, C급(전기화재) 청색이므로 유류화재는 황색이다.

에틸렌글리콜은 무색·무취에 가까운 단맛이 나는 액체로, "갈색이며 방향성이 있고 쓴맛이 난다"는 서술은 틀렸다. 물·알코올에 잘 녹고 분자량 약 62, 비중 약 1.1이며 부동액 원료로 쓰인다.

벤조일퍼옥사이드는 물에는 거의 녹지 않고 알코올 등 유기용제에 용해되는 물질이므로 "물에 잘 녹는다"는 서술이 틀렸다.

이황화탄소는 비중이 약 1.26으로 물보다 무거워 화재예방을 위해 물속에 저장하며, 휘발유·톨루엔·메틸에틸케톤은 모두 비중이 1보다 작아 물보다 가볍다.

지중탱크 누액방지판은 침하 등에 의한 탱크 본체의 변위 영향을 흡수할 수 있는 구조로 하여야 하므로 "흡수하지 아니할 것"이라는 서술이 틀렸다.

오황화린과 칠황화린은 모두 물과 반응하면 유독한 황화수소 가스를 공통적으로 발생시킨다.

클로로벤젠은 제4류 위험물(인화성액체, 제2석유류)에 해당하며, 과산화벤조일·염산히드라진·아조벤젠은 모두 제5류 자기반응성물질이다.

알루미늄분에 기름을 묻히면 가연성 유분이 더해져 오히려 발화·연소 위험이 커지므로 옳지 않은 저장법이다. 기름 속 보관은 칼륨·나트륨 같은 제3류 금속에 쓰는 방법이며, 알루미늄분은 건조한 곳에 밀봉해 습기·산화제·할로겐과의 접촉을 피해 저장한다.

적린은 자체는 비교적 안정하지만 산화제(염소산염류 등)와 혼합하면 마찰·충격에 의해 쉽게 착화·폭발할 수 있다. 반면 착화온도가 낮아 자연발화하거나 물과 반응해 가스를 내는 성질은 없다.

탄화알루미늄은 물과 반응해 가연성인 메탄가스를 다량 발생시키며, 이 메탄이 축적되어 폭발 위험을 일으킨다.

질산은 그 자체가 타지 않는 불연성 물질이며 강한 산화력으로 다른 가연물의 연소를 돕는 산화제이므로 "연소성이 있다"는 서술이 틀렸다.

벤조일퍼옥사이드는 물과 반응하지 않으며 오히려 다량의 물로 냉각소화가 가능하다. 따라서 "물과 반응하여 가연성 가스가 발생하므로 주수소화가 위험하다"는 서술이 틀렸다.

제5류 위험물(자기반응성물질)은 가열·충격·마찰에 민감하여 화재·폭발 위험이 크므로 위험물안전관리법령상 운반용기 외부에 "화기엄금" 및 "충격주의"를 표시하는 등의 예방조치를 하여야 한다.

질산(HNO₃)의 수소원자를 알킬기로 치환한 화합물은 질산에스테르류(질산메틸, 질산에틸 등)이며 제5류 위험물로 지정수량은 10kg이다.

현행 기준: 제5류 자기반응성물질의 지정수량은 품명별이 아니라 위험성 시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 정한다(위험물안전관리법 시행령 별표 1). 트리니트로톨루엔은 어느 종이든 100kg 이하여서 황(100kg)보다 클 수 없다.

아래 정답은 개정 전 기준이다. 2024년 7월 31일 시행 개정으로 제5류의 품명별 지정수량이 폐지되었다.

트리니트로톨루엔(니트로화합물류)의 지정수량은 200kg으로, 과염소산칼륨 50kg, 황린 20kg, 유황 100kg보다 가장 크다.

황은 연소하면 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)를 발생시키는데, 이는 자극성 냄새가 있는 유독성 가스로 인체에 유해하므로 '인체에 무해하다'는 설명은 틀렸다. 미분 상태의 황은 분진폭발 우려가 있고, 용융황을 급랭하면 고무상황이 얻어지는 것은 옳은 설명이다.

지정수량의 10배 이상을 저장하는 옥내저장소의 저장창고에는 피뢰침을 설치하여야 한다(제6류 위험물 저장창고는 제외).

제조소등의 관계인은 용도를 폐지한 날부터 14일 이내에 시·도지사에게 용도폐지 신고를 하여야 한다.

과망간산칼륨(KMnO₄)은 제1류 위험물 중 과망간산염류에 해당하며 지정수량은 1000kg이다.

소화전용물통은 8L 용량 기준으로 능력단위 0.3으로 정해져 있다.

흑색화약은 산화제인 질산칼륨(제1류)과 가연물인 유황(제2류), 목탄을 혼합해 만들며, 위험물 유별로는 제1류와 제2류에 해당한다.

아세트알데히드등을 취급하는 옥외저장탱크에는 냉각장치 또는 보냉장치와 불활성기체 봉입장치를 설치하여야 하는 것이 위험물안전관리법령상 특례기준이다.

제2류 위험물 중 인화성고체를 취급하는 제조소의 주의사항 게시판은 "화기엄금"을 적색바탕에 백색문자로 표시하여야 한다.

아세트알데히드등을 취급하는 옥외저장탱크에는 냉각장치 또는 보냉장치와 불활성기체 봉입장치를 설치하여야 하는 것이 특례기준에 해당한다.

과염소산나트륨은 무색(백색) 결정으로 물과는 반응하지 않고 단순히 잘 녹으며, 가열해야 비로소 분해되어 산소를 방출한다. 따라서 "황색 분말로 물과 반응하여 산소를 발생한다"는 서술이 틀렸다.

액체 위험물 운반용기 중 금속제 내장용기의 최대 용적은 30L이다.

벤조일퍼옥사이드는 상온에서 무미·무취의 백색 분말(고체)이므로 "무색, 무취의 투명한 액체"라는 서술이 틀렸다.

적린이 연소하면 오산화인(P₂O₅)의 흰 연기, 즉 백연이 발생한다.

질산이 분해될 때 발생하는 적갈색 유독 기체는 이산화질소(NO₂)이며 분자량은 약 46이다.

정전기는 공기가 건조할수록 잘 발생하므로 상대습도를 낮추는 것이 아니라 높여야 정전기 발생을 예방할 수 있다. 접지, 공기 이온화, 도체 사용은 모두 올바른 예방법이다.

주유취급소의 벽(담)에 유리를 부착하는 경우 하나의 유리판 가로 길이는 2m 이내로 하여야 한다는 것이 위험물안전관리법령상 기준이다.

과산화수소의 분해를 막는 안정제로는 요산·인산·아세트아닐리드 등이 사용되며, 히드라진은 오히려 과산화수소와 격렬히 반응할 수 있는 환원성 물질이므로 안정제로 사용할 수 없어 이 설명이 틀렸다. 불연성이지만 산소를 함유한 산화제인 점, 이산화망간 촉매에 의한 분해 촉진, 고농도의 것이 피부에 화상을 입힐 수 있는 것은 옳은 설명이다.

과염소산은 제6류 산화성 액체로 종이·나무·금속분 등 가연물이나 환원성 물질과 접촉하면 발화·폭발할 수 있고, 직사광선과 열에 의해 분해되므로 서늘하고 통풍이 잘 되는 곳에 보관한다. 암모니아($\mathrm{NH_3}$)나 염화바륨($\mathrm{BaCl_2}$)을 분해방지제로 쓴다는 설명은 옳지 않으며, 오히려 암모니아와는 격렬히 반응한다. 인산·요산 등의 안정제는 과산화수소에 사용하는 것이다.

황린은 위험등급Ⅰ, 리튬(알칼리금속)은 위험등급Ⅱ, 인화칼슘은 위험등급Ⅲ에 해당하므로 순서는 황린, 리튬, 인화칼슘이다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 벤젠고리에 니트로기가 3개 치환된 대표적인 니트로화합물이다.

브롬산칼륨은 $2\text{KBrO}_3 \rightarrow 2\text{KBr} + 3\text{O}_2$로 분해되어 2몰의 KBrO₃에서 3몰의 산소가 생성된다. 이상기체식 $V=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{3\times0.0821\times298}{2}\approx 36.7\ \mathrm{L}$로 약 36.92L와 일치한다.

이황화탄소의 인화점은 약 -30℃로, 디에틸에테르(-40℃), 아세트알데히드(-38℃), 산화프로필렌(-37℃)보다 상대적으로 높다.

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)은 상온에서 액체인 제6류 위험물(산화성액체)로 산화성고체에 속하지 않는다. $\mathrm{KClO_3}$, $\mathrm{NaClO_4}$, $\mathrm{KNO_3}$는 모두 제1류 위험물(산화성고체)이다.

제3종 분말소화약제(주성분 제일인산암모늄 NH₄H₂PO₄, 담홍색)는 열분해 시 생성되는 메타인산의 방진효과 덕분에 분말소화약제 중 유일하게 A급 화재까지 적응하여 A·B·C급 모두에 사용할 수 있다. 제1종(NaHCO₃)·제2종(KHCO₃)·제4종(KHCO₃+요소)은 B·C급에만 적응한다.

[근거] 분말소화약제 이론(제3종=A·B·C급, ABC 소화약제)

제3종 분말(제일인산암모늄)의 열분해 반응은 NH₄H₂PO₄ → HPO₃ + NH₃ + H₂O이다. 이때 생성되는 메타인산(HPO₃)이 가연물 표면에 유리질 피막을 만들어 산소를 차단하는 방진효과를 나타내므로 A급 화재에도 적응성을 갖는다. 암모니아와 수증기도 생성되지만 방진효과의 주체는 메타인산이다.

[근거] 제3종 분말 열분해 반응식 NH₄H₂PO₄ → HPO₃ + NH₃ + H₂O (계수 균형: N 1, H 6, P 1, O 4 좌우 일치)

탄산수소나트륨은 약 270℃에서 2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O로 열분해되며, 이때 발생하는 이산화탄소·수증기의 질식효과와 흡열반응의 냉각효과로 소화한다. 계수 균형: Na 2, H 2, C 2, O 6으로 좌우가 일치한다. 850℃ 이상의 고온에서는 Na₂O가 생성되는 2차 분해가 일어난다.

[근거] 제1종 분말 1차 열분해 반응식(270℃) — 원소별 검산 완료

이산화탄소 소화약제의 주된 소화효과는 공기 중 산소 농도를 낮추는 질식효과이며, 방출 시 온도 저하에 의한 냉각효과가 보조적으로 작용한다. 부촉매(억제)효과를 주로 하는 것은 할로겐화합물 소화약제이다. 전기 부도체이고 잔유물이 없으며 자체 압력으로 방출 가능한 것은 모두 옳은 설명이다.

[근거] 이산화탄소 소화약제 이론(질식·냉각 소화)

$\mathrm{CO_2}(\%) = \dfrac{21 - \mathrm{O_2}(\%)}{21} \times 100 = \dfrac{21-15}{21} \times 100 \fallingdotseq 28.6\%$ 검산: 공기 100 중 CO₂가 28.6이면 나머지 71.4의 21%인 15.0이 산소 농도가 되어 일치한다. 40.0%는 분모를 15로 잘못 놓은 값, 71.4%는 15/21을 계산한 값이다.

근거: 이산화탄소 소화농도 공식 CO₂(%)=(21−O₂)/21×100 — 역산 검산 완료

할론 1301(CF₃Br)은 할로겐 원자가 연소의 연쇄반응을 차단하는 부촉매(억제)효과로 소화하며, 할론 소화약제 중 소화능력이 가장 크고 독성이 가장 낮다. 상온·상압에서 기체이고, 분자량이 약 149로 증기비중이 약 5.1이어서 공기보다 무겁다. CH₃Br은 할론 1001의 화학식이다.