24년 3회차

실린더유는 제4류 위험물 중 제4석유류(1기압에서 인화점 200℃ 이상 250℃ 미만)에 해당하며 상온(20℃)에서 액상이다.

• 벤젠(약 -11℃)은 제1석유류이다.
• 톨루엔(약 4℃)은 제1석유류이다.
• 글리세린은 인화점 약 160℃의 제3석유류이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18에 따라 유별을 달리하는 위험물은 원칙적으로 동일한 저장소에 저장할 수 없으나, 옥내저장소에서 1m 이상 간격을 두면 제1류와 제6류, 제1류와 제3류 중 자연발화성물질(황린 등), 제2류 중 인화성고체와 제4류 등의 조합은 예외적으로 함께 저장할 수 있다. 제1류 위험물과 제4류 위험물의 조합은 이 예외에 포함되지 않으므로 동일한 실에 저장할 수 없다.

아세톤은 제1석유류(수용성)로 인화점이 약 -18℃로 가장 낮다. 톨루엔은 약 4℃, 메틸알코올은 약 11℃, 경유는 50℃ 이상이다.

제4류 위험물의 증기는 대부분 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하므로 증기가 공기보다 가볍다는 설명은 틀렸다. 대부분 물보다 가볍고 물에 잘 녹지 않으며, 인화되기 쉽고 증기와 공기의 혼합기체는 연소 위험이 있다.

해풍과 육풍은 지면과 해수면의 온도 차로 공기가 순환하며 열이 이동하는 대류의 예이다. 그늘이 시원한 것, 더러운 눈이 복사열을 잘 흡수해 빨리 녹는 것, 보온병 내벽을 거울면으로 만들어 복사열을 반사시키는 것은 모두 복사와 관련된 예이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 인화성액체 위험물(이황화탄소 제외) 옥외탱크저장소의 방유제 내의 면적은 8만m² 이하로 하여야 한다. 방유제의 높이는 0.5m 이상 3m 이하, 방유제 내에 설치하는 탱크의 수는 10기 이하(일부 예외)로 한다.

에틸에테르(디에틸에테르)의 폭발범위는 약 1.9~48vol%로 가장 넓다. 메탄은 약 5~15vol%, 톨루엔은 약 1.4~6.7vol%, 에틸알코올은 약 4.3~19vol%이다.

할론1301($\mathrm{CF_3Br}$, 분자량 약 149)은 증기비중이 약 5.1로 공기보다 훨씬 무거우므로 '공기보다 가볍다'는 설명은 틀렸다. 저장 용기에 액체상으로 충전하고, 비점이 -57.75℃로 낮아 기화가 용이한 것은 옳은 설명이다.

포소화기는 포가 연소면을 덮어 공기(산소) 공급을 차단하는 질식소화 효과를 주로 이용하는 소화기이다.

소화설비 설치기준에서 위험물은 지정수량의 10배가 1소요단위이다. 유기과산화물의 지정수량은 10kg이므로 1소요단위는 100kg이고, $\dfrac{1000\,\mathrm{kg}}{10\,\mathrm{kg}\times 10} = 10$으로 1000kg은 10소요단위에 해당한다.

스프링클러설비는 원칙적으로 제4류 위험물에는 적응성이 낮으나, 방사밀도(살수밀도)가 일정 수치 이상으로 확보되는 경우에 한하여 제4류 위험물에도 적응성을 인정한다.

폭굉 유도거리(DID)는 관경이 가늘수록 짧아지므로 관경이 클수록 짧아진다는 설명은 옳지 않다. 압력이 높을수록, 점화원의 에너지가 클수록, 관 속에 방해물(이물질)이 있을수록, 연소속도가 큰 혼합가스일수록 DID는 짧아진다.

특수인화물은 1기압에서 발화점 100℃ 이하이거나 인화점 -20℃ 이하이고 비점 40℃ 이하인 물질로, 비점이 낮은 것이 특징이므로 비점이 높다는 설명은 거리가 멀다. 인화점과 연소하한값이 낮고 비점이 낮은 만큼 증기압이 높아 위험성이 크다.

순수한 질산은 무색의 액체이며, 보관 중 빛이나 열에 의해 분해되어 생성되는 이산화질소 때문에 황갈색을 띠게 되므로 갈색에서 청색으로 변한다는 설명은 틀렸다. 질산은 자체는 불연성이지만 강한 산화력과 부식성이 있고 물과 접촉하면 발열한다.

황린은 금수성물질이 아니라 오히려 물속에 저장하는 위험물이므로 화재 시 다량의 물로 냉각소화가 효과적이다.

트리메틸알루미늄·나트륨·인화칼슘은 모두 물과 반응하여 위험한 금수성물질이다.

제1류 위험물 중 무기과산화물은 위험등급 I에 해당한다. 황화린·유황은 제2류로 위험등급 II, 제1석유류는 제4류로 위험등급 II이다.

분말소화설비를 약제 방출 후 클리닝(청소)하지 않으면 배관 내에 남은 분말 약제가 습기 등으로 굳어버려, 다음 사용 시 약제가 원활히 방출되지 못하는 장애를 일으킨다.

산화프로필렌, 황화디메틸, 이소프로필아민은 모두 비점이 40℃ 이하로 제4류 위험물 중 특수인화물에 해당한다. 스티렌은 인화점 약 32℃인 제2석유류이므로 품명이 다르다.

N₂H₄(히드라진)은 제4류 위험물 중 제2석유류(수용성)에 해당한다. 아지드화납[Pb(N₃)₂], 질산메틸(CH₃ONO₂), 히드록실아민(NH₂OH)은 모두 제5류 위험물이다.

안전거리를 두지 않아도 되는 시설은 옥내탱크저장소, 지하탱크저장소, 간이탱크저장소, 이동탱크저장소, 암반탱크저장소, 주유취급소, 판매취급소이다. 옥내저장소·옥외저장소·옥외탱크저장소·제조소·일반취급소는 주택, 학교 등 보호대상물과 안전거리를 확보해야 한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 능력단위 기준에서 팽창질석 또는 팽창진주암은 삽 1개를 포함한 160L가 능력단위 1.0이다. 마른모래는 삽 1개 포함 50L가 0.5단위이다.

과산화나트륨은 이산화탄소를 흡수하여 탄산나트륨이 되고 산소를 방출한다(2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂↑). 이 때문에 무기과산화물 화재에는 이산화탄소 소화기가 적응성이 없다.

위험물 이동저장탱크의 외부도장 색상은 제1류 회색, 제2류 적색, 제3류 청색, 제5류 황색, 제6류 청색으로 규정되어 있으므로, 제6류를 회색으로 한 것은 적합하지 않다. 제4류는 색상 제한이 없다(적색 권장).

등유는 탄소수가 많은 탄화수소 혼합물로 증기비중이 약 4~5에 이르러 공기보다 무거우므로 증기가 공기보다 가볍다는 설명은 틀렸다. 인화점은 약 40~70℃로 상온보다 높고, 비중은 1보다 작아 물보다 가벼우며, 전기의 불량도체로 정전기 축적에 주의해야 한다.

화재 분류에서 B급 화재는 유류·가스 화재로 표시 색상은 황색이다. A급(일반화재)은 백색, C급(전기화재)은 청색, D급(금속화재)은 무색으로 구분한다.

벤젠의 끓는점은 약 80℃로 가장 높다. 디에틸에테르는 약 34.5℃, 메탄올은 약 65℃, 아세트알데히드는 약 21℃이다.

알코올의 가수는 분자 내 히드록시기(-OH)의 수로 정하며, 글리세린[C₃H₅(OH)₃]은 -OH가 3개인 3가 알코올이다. 에탄올과 메탄올은 1가, 에틸렌글리콜은 2가 알코올이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 제조소 및 일반취급소는 연면적 500m² 이상이면 경보설비 중 자동화재탐지설비를 설치하여야 한다. 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우 등도 설치 대상이다.

제6류 위험물(산화성액체)은 과염소산(HClO₄), 과산화수소(H₂O₂), 질산(HNO₃) 등이며, 황산(H₂SO₄)은 위험물안전관리법상 위험물에 해당하지 않는다.

제3종 분말소화약제는 인산염류인 제일인산암모늄(NH₄H₂PO₄)을 주성분으로 하며, 담홍색으로 착색되고 A·B·C급 화재에 모두 적응한다. 제1종은 탄산수소나트륨, 제2종은 탄산수소칼륨, 제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물이 주성분이다.

$\mathrm{CH_3COC_2H_5}$는 메틸에틸케톤이며 제4류 제1석유류(비수용성)로 지정수량은 200L이다.

니트로글리세린의 융점은 약 14℃이므로 여름철(30℃)에는 액체, 겨울철(0℃)에는 동결하여 고체 상태가 된다. 동결된 니트로글리세린은 충격에 더욱 민감해져 위험성이 커진다.

트리니트로페놀(피크린산)은 제5류 니트로화합물로 분해 시 일산화탄소·질소·수소 등 다량의 가스를 급격히 발생시키며 폭발한다.

• 폭발속도는 약 7,000m/s에 이른다.
• 자체 연소(내부연소)를 한다.
• 상온에서는 안정한 황색 결정으로 자연발화하지 않는다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에서 경보설비는 지정수량 10배 이상을 저장·취급하는 제조소등에 설치하되 이동탱크저장소는 제외한다. 처마높이 6m 이상 단층 옥내저장소, 소화난이도등급 I의 옥내탱크저장소, 옥내주유취급소는 자동화재탐지설비 설치 대상이다.

소화설비를 설치하는 탱크의 공간용적은 소화약제 방출구 아래 0.3m 이상 1m 미만 사이의 면으로부터 윗부분이므로, 최대 허가량은 방출구 아래 0.3m 면까지 채운 용량이다.
유효 높이는 $15 - 1 - 0.3 = 13.7\,\mathrm{m}$이고,
허가량은 $100 \times 13.7 = 1{,}370\,\mathrm{m^3}$이다.

철분·금속분·마그네슘은 금수성 물질로 주수하면 수소가 발생하므로 물·포 소화설비는 부적합하고, 이산화탄소·할로겐화합물과도 반응할 수 있어 위험하다. 따라서 탄산수소염류 분말소화설비나 건조사, 팽창질석·팽창진주암으로 질식소화하는 것이 적응성이 있다.

물은 증발잠열(기화열)이 약 539cal/g으로 매우 커서 증발하면서 가연물의 열을 빼앗아 냉각소화하는 효과가 뛰어나기 때문에 소화약제로 널리 이용된다. 비열도 커서 온도를 낮추는 데 유리하고 구하기 쉬우며 가격이 저렴한 것도 장점이다.

압력수조를 이용한 가압송수장치의 필요압력은 $P = p_1 + p_2 + p_3 + 0.35\,\mathrm{MPa}$(호스 마찰손실 수두압 + 배관 마찰손실 수두압 + 낙차 환산 수두압 + 0.35MPa)로 구한다. 대입하면 $P = 3 + 1 + 1.35 + 0.35 = 5.70\,\mathrm{MPa}$이다.

나트륨과 칼륨은 반응성이 매우 커 공기 중 수분이나 산소와 접촉하면 즉시 반응하므로, 이를 차단하기 위해 반응성이 없는 석유(등유 등) 속에 보관한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 옥내주유취급소는 소화난이도등급 Ⅱ에 해당한다. 소화난이도등급 Ⅱ의 주유취급소에는 대형수동식소화기와 소형수동식소화기 등을 설치한다.

벤젠의 증기는 증기비중이 약 2.8로 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하므로, 공기보다 가벼워 높은 곳에 체류한다는 설명은 틀렸다. 인화점이 약 -11℃로 낮아 정전기 발생에 주의하고, 독성이 있어 피부 접촉을 피하며, 통풍이 잘되는 차고 어두운 곳에 저장한다.

불연성가스(불활성기체) 봉입은 디에틸에테르·아세트알데히드 같이 인화점이 낮고 휘발성이 큰 위험물의 증기 발생과 혼합기체 형성을 억제하기 위한 조치이므로, 인화점이 높은 석유류일수록 봉입한다는 설명은 틀렸다. 제4류 화재는 주수 냉각보다 이산화탄소·분말·포에 의한 질식소화가 효과적이고, 메틸알코올 화재에는 내알코올포를 사용한다.

탄화칼슘(CaC₂)은 물과 반응하여 가연성인 아세틸렌 가스를 발생시키므로, 대량 저장 시 용기에 불연성인 질소가스를 봉입하여 수분·공기와의 접촉을 차단한다.

에틸알코올(C₂H₅OH)의 분자량은 46이고 공기의 평균 분자량은 29이므로 증기비중은 $\dfrac{46}{29} \approx 1.59$이다. 따라서 에틸알코올 증기는 공기보다 무겁다.

탱크의 공간용적 기준에 따라 암반탱크는 당해 탱크 내에 용출하는 7일간의 지하수 양에 상당하는 용적과 당해 탱크 내용적의 100분의 1의 용적 중에서 보다 큰 용적을 공간용적으로 한다. 따라서 빈칸에는 차례대로 7과 1이 들어간다.

황린은 발화점이 약 34℃로 매우 낮고 화학적 활성이 커서 공기 중에서 산화열이 축적되면 쉽게 자연발화한다. 이 때문에 황린은 공기와의 접촉을 차단하기 위해 물속에 저장한다.

제4류 위험물(인화성액체) 화재에 봉상수를 주수하면 물보다 가벼운 위험물이 물 위에 떠서 연소면이 확대되므로 봉상수소화기는 적응성이 없다. 포·인산염류 분말·이산화탄소는 질식소화 효과가 있어 제4류 화재에 적응한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 스프링클러헤드는 부착장소의 평상시 최고주위온도가 28℃ 미만이면 표시온도 58℃ 미만인 것을 설치한다. 28℃ 이상 39℃ 미만은 58℃ 이상 79℃ 미만 등 주위온도가 높을수록 표시온도가 높은 헤드를 사용한다.

피크린산(트리니트로페놀)은 강한 쓴맛이 있는 황색의 침상결정으로 옳은 설명이다. 금속과 반응하여 충격에 예민한 피크린산염을 만들므로 철제 용기 저장은 위험하고, 찬물에는 잘 안 녹지만 더운물·알코올·벤젠 등에는 녹으며, 운반 시에는 물을 첨가해 습윤시키는 것이 안전하다.

금속칼륨은 물과 격렬히 반응하여 수소를 발생시키고 발화할 수 있으며, 에틸알코올과도 반응하여 수소를 발생시킨다. 따라서 공기·수분과의 접촉을 차단하기 위해 등유·경유 등 석유 속에 저장한다.

황린은 자연발화성 물질로 공기와의 접촉을 차단해야 하므로 건조한 장소가 아니라 물속에 저장하여야 하며, 이것이 잘못된 기준이다. 덩어리 상태의 황은 용기에 수납하지 않고 저장할 수 있고, 옥내저장소의 용기 수납 위험물은 55℃를 넘지 않도록 하며, 이동저장탱크에는 유별·품명·최대수량·적재중량을 표시하는 것이 시행규칙 별표 18의 저장기준에 맞다.

제1류 위험물(산화성고체)은 흡습이나 가연물 혼입을 막기 위해 밀폐용기에 저장해야 하므로 개방용기를 사용해야 한다는 설명은 틀렸다. 가열·충격·마찰을 피하고 가연물과의 접촉을 금하며 환기가 잘되는 서늘한 곳에 저장하는 것이 옳다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 제2류 위험물(인화성고체 제외)의 게시판 주의사항은 "화기엄금"이 아니라 "화기주의"이므로 틀린 설명이다. "화기엄금"은 제2류 중 인화성고체, 제3류 자연발화성물질, 제4류, 제5류에 해당한다.

• 표지는 한 변 0.3m 이상, 다른 한 변 0.6m 이상으로 한다.
• 표지의 바탕은 백색, 문자는 흑색으로 한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 능력단위 기준에서 팽창진주암 또는 팽창질석은 삽 1개를 포함한 용량 160L가 능력단위 1.0에 해당한다.

보일오버는 원유·중유 등 중질유 탱크 화재에서 열류층(heat wave)이 하강하여 탱크 저부의 수층을 급격히 비등시켜 기름이 탱크 밖으로 넘치는 현상이다. 슬롭오버는 소화용 주수·포의 수분이 뜨거운 유면에서 비등하여 기름이 넘치는 현상, 프로스오버는 화재 없이 물이 끓어 넘치는 현상, 플래시오버는 실내 화재의 전실화재 현상이다.

[근거] 유류탱크 화재의 이상현상(보일오버·슬롭오버·프로스오버 구분)

분진폭발의 조건은 가연성 분진이 미세한 입자로 공기 중에 부유(밀폐공간 내 적정 농도)하고 점화원이 있을 것이다. 수분이 많으면 분진의 부유·대전이 억제되고 증발잠열로 열을 빼앗아 폭발이 일어나기 어려워진다. 참고로 시멘트분·생석회·모래 등 불연성 분체는 분진폭발을 일으키지 않는다.

[근거] 폭발이론(분진폭발의 성립 조건)

관 내를 액체가 흐르며 관 벽과의 마찰로 대전되는 것은 유동대전으로, 유속이 빠를수록 커진다. 박리대전은 밀착된 물체가 떨어질 때, 분출대전은 액체·기체가 노즐 등 개구부에서 분출될 때, 충돌대전은 입자끼리 또는 고체와 충돌할 때 발생한다.

[근거] 정전기 이론(대전의 종류: 마찰·박리·유동·분출·충돌대전)

pH가 1이므로 [H⁺] = 10^-1 = 0.1N이다.
중화 공식 NV = N'V'에 0.1 × 100 = 0.1 × V'을 대입하면 V' = 100mL이다.
[역산 검산] 0.1N NaOH 100mL의 OH⁻ = 0.01mol, HCl 0.1N 100mL의 H⁺ = 0.01mol로 당량이 일치한다.

H₂SO₄에서 (+1)×2 + S + (−2)×4 = 0 이므로 S = +6. H₂S에서는 −2, SO₂에서는 +4, 홑원소 물질 S는 0이다. [검산] +2 + 6 − 8 = 0 성립.

알칸의 일반식은 C_nH_2n+2, 알켄의 일반식은 C_nH_2n이다. 탄소 3개짜리 알켄 C₃H₆은 프로필렌(프로펜)이다. 프로판은 C₃H₈(알칸), 아세틸렌은 C₂H₂(알킨), 부틸렌은 C₄H₈이다.

근거: 유기화학 명명법(알칸 CnH2n+2·알켄 CnH2n 일반식).