2024년-위험물기능사실기(필답형)-3회차
위험물기능사 실기(필답형) 기출문제

2024년 위험물기능사실기(필답형) 3회차

총 20문항 · 주관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
위험물기능사 실기(필답형) 기출문제모두CBT · moducbt.com

2024년 위험물기능사실기(필답형) 3회차

총 20문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

다음 [보기]의 위험물과 품명을 위험물안전관리법령이 정한 위험등급 I·II·III 으로 나누어 쓰시오. (단, 해당하는 것이 없으면 “해당 없음”이라고 쓸 것)

[보기] 과산화수소, 황린, 칼륨, 특수인화물, 질산염류, 브로민산염류, 아이오딘산염류, 황화인, 적린, 알코올류, 제1석유류, 제2석유류

(1) 위험등급 I

(2) 위험등급 II

(3) 위험등급 III

정답 및 해설

(1) 과산화수소, 황린, 칼륨, 특수인화물

(2) 질산염류, 브로민산염류, 아이오딘산염류, 황화인, 적린, 알코올류, 제1석유류

(3) 제2석유류


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따라 위험등급은 유별이 아니라 품명별로 정해진다. 대체로 같은 유별 안에서 지정수량이 작을수록 등급이 높다.

  • 위험등급 I — 제6류 전부(과산화수소), 제3류 칼륨(10 kg)·황린(20 kg), 제4류 특수인화물.
  • 위험등급 II — 제1류 질산염류·브로민산염류·아이오딘산염류(300 kg), 제2류 황화인·적린(100 kg), 제4류 알코올류·제1석유류.
  • 위험등급 III — 제4류 제2석유류부터 그 아래 품명.

혼동 주의: 제4류에서 II 등급은 제1석유류·알코올류뿐이라 제2석유류는 III 등급으로 내려간다.

문제 2

24-3

염소산칼륨에 대하여 다음 반응식을 각각 쓰시오. (단, 해당하는 반응이 없으면 “해당 없음”이라고 답한다.)

(1) 열분해반응식

(2) 물과의 반응식

(3) 연소반응식

정답 및 해설

(1) 2KClO3→2KCl+3O2\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}

(2) 해당 없음

(3) 해당 없음


[해설]

염소산칼륨은 제1류 위험물(산화성 고체) 중 염소산염류로, 가열하면 염화칼륨과 산소로 분해된다.
2KClO3 → 2KCl + 3O2

  • 물과의 반응 — 온수에 녹기만 할 뿐 새 물질이 생기지 않아 반응식이 없다.
  • 연소 — 제1류는 불연성이라 스스로 타지 않고 다른 물질의 연소를 도울 뿐이어서 반응식이 없다.

혼동 주의 — 같은 제1류라도 과산화칼륨 같은 무기과산화물은 물과 반응해 산소를 내므로 반응식이 있다.

문제 3

다음 위험물이 물과 반응할 때 발생하는 기체의 명칭을 각각 쓰시오. (단, 물과 반응하지 않으면 “해당 없음”이라고 쓸 것)

(1) 질산나트륨

(2) 과산화나트륨

(3) 과산화마그네슘

(4) 칼슘

(5) 칼륨

(6) 과염소산나트륨

(7) 수소화나트륨

(8) 수소화칼륨

정답 및 해설

(1) 해당 없음

(2) 산소

(3) 산소

(4) 수소

(5) 수소

(6) 해당 없음

(7) 수소

(8) 수소


[해설]

“물에 녹기만 하는 것”과 “물과 반응하는 것”을 갈라 보는 것이 이 문제의 핵심이다. 잘 녹기만 하고 화학변화가 없으면 발생 기체는 없다.

(1) 질산나트륨(제1류 — 질산염류) : 물에 잘 녹지만 분해되지 않는다 → 해당 없음

(2) 과산화나트륨(제1류 — 무기과산화물) : 2Na2O2+2H2O→4NaOH+O22\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2} → 산소

(3) 과산화마그네슘(제1류 — 무기과산화물) : 2MgO2+2H2O→2Mg(OH)2+O22\mathrm{MgO_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Mg(OH)_2} + \mathrm{O_2} → 산소

(4) 칼슘(제3류 — 알칼리토금속) : Ca+2H2O→Ca(OH)2+H2\mathrm{Ca} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{H_2} → 수소

(5) 칼륨(제3류 — 칼륨) : 2K+2H2O→2KOH+H22\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2} → 수소. 반응이 격렬해 발생한 수소가 반응열로 점화되는 일이 잦다.

(6) 과염소산나트륨(제1류 — 과염소산염류) : 물에 녹기만 할 뿐 반응하지 않는다 → 해당 없음

(7) 수소화나트륨(제3류 — 금속의 수소화물) : NaH+H2O→NaOH+H2\mathrm{NaH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2} → 수소

(8) 수소화칼륨(제3류 — 금속의 수소화물) : KH+H2O→KOH+H2\mathrm{KH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KOH} + \mathrm{H_2} → 수소

정리하면 같은 제1류라도 무기과산화물만 물과 반응해 산소를 내고, 질산염류·과염소산염류는 그렇지 않다. 제3류는 금속이든 금속의 수소화물이든 물과 만나면 수소를 내놓는 금수성 물질이라 주수소화가 금지되며, 마른모래나 탄산수소염류 분말로 소화한다.

덧붙여 무기과산화물은 이산화탄소와도 반응해 산소를 내므로(2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O22\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{O_2}) 이산화탄소소화기 역시 쓸 수 없다.

문제 4

다음 제2류 위험물인 황화인이 공기 중에서 완전연소할 때의 화학반응식을 각각 쓰시오.

(1) 삼황화인

(2) 오황화인

(3) 칠황화인

정답 및 해설

(1) P4S3+8O2→2P2O5+3SO2\mathrm{P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2}

(2) 2P2S5+15O2→2P2O5+10SO2\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}

(3) P4S7+12O2→2P2O5+7SO2\mathrm{P_4S_7 + 12O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 7SO_2}


[해설]

황화인(제2류, 가연성 고체)은 인(P)과 황(S)으로만 이루어져, 완전연소하면 인은 오산화인(P2O5), 황은 이산화황(SO2)이 된다.

계수는 인 → 황 → 산소 순으로 맞춘다. P2O5 한 분자가 인 2개를 가져가므로 인 개수를 짝수로 만드는 것이 첫걸음이다.

삼황화인은 인 4개·황 3개라 우변 산소가 10 + 6 = 16개이므로 산소 8분자가 든다.
P4S3 + 8O2 → 2P2O5 + 3SO2

오황화인은 인이 2개뿐이라 2분자를 잡아 인 4개·황 10개로 맞추고, 우변 산소가 10 + 20 = 30개이므로 산소 15분자가 든다.
2P2S5 + 15O2 → 2P2O5 + 10SO2

칠황화인은 인 4개·황 7개라 우변 산소가 10 + 14 = 24개이므로 산소 12분자가 든다.
P4S7 + 12O2 → 2P2O5 + 7SO2

혼동 주의: 세 물질 모두 연소하면 유독한 SO2가 나온다. 물과 반응해 황화수소를 내는 것은 오황화인·칠황화인이다.

문제 5

24-3

아래 [보기] 가운데 다음 위험물의 보호액으로 알맞은 것을 모두 골라 쓰시오. (단, 해당하는 것이 없으면 “해당 없음”이라고 답한다.)

[보기] 에탄올, 유동파라핀, 물, 경유, 염산

(1) 황린

(2) 트라이에틸알루미늄

(3) 칼륨

정답 및 해설

(1) 물

(2) 해당 없음

(3) 경유, 유동파라핀


[해설]

보호액은 위험물이 공기나 물과 닿지 않도록 잠가 두는 액체다. 무엇을 피해야 하는가가 곧 보호액을 고르는 기준이 된다.

위험물피해야 할 것보호액
황린, 이황화탄소공기(산소)물
칼륨, 나트륨물·공기등유, 경유, 유동파라핀 등 석유류
나이트로셀룰로스건조 상태물 또는 알코올로 적셔 둠

(1) 황린은 발화점이 34 ∘C^\circ\mathrm{C} 에 지나지 않아 공기 중에 두면 그대로 자연발화한다. 물에 녹지 않고 물보다 무거우므로 물속에 가라앉혀 공기를 끊는다. 이때 pH 9 정도의 약알칼리성 물을 쓰는데, 물이 강알칼리로 기울면 맹독성 가연성 가스인 포스핀이 생기기 때문이다.

(2) 트라이에틸알루미늄은 알킬알루미늄에 드는 제3류 위험물로, 자연발화성과 금수성을 함께 가진다. 물에 넣으면 에테인을 내며 폭발적으로 반응하고((C2H5)3Al+3H2O→Al(OH)3+3C2H6\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}), 석유류에 담가도 안전이 보장되지 않는다. 그래서 보호액을 쓰지 않고 용기를 밀봉한 뒤 질소 등 불연성 가스를 채워 저장한다. 답이 “해당 없음”인 까닭이다.

(3) 칼륨은 물과 격렬히 반응해 수소를 내므로(2K+2H2O→2KOH+H2\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}) 물을 쓸 수 없고, 물보다 가벼운 석유류 속에 가라앉혀 공기와 물을 함께 차단한다. [보기] 중에서는 경유와 유동파라핀이 여기에 해당한다.

[보기]의 나머지 둘은 어느 쪽에도 쓸 수 없다. 에탄올은 하이드록시기의 수소 때문에 칼륨과 반응해 수소를 내고, 염산은 산이라 금속을 녹이면서 수소를 발생시킨다.

문제 6

24-3

아래 세 가지 위험물에 대하여 ① 구조식과 ② 위험물안전관리법령상의 품명을 각각 답하시오.

(1) 벤젠

(2) 나이트로벤젠

(3) 아닐린

정답 및 해설

(1) ① 탄소 6개가 정육각형 고리를 이루고 각 탄소에 수소가 하나씩 붙은 구조 — C6H6\mathrm{C_6H_6}  / 
② 제1석유류(비수용성)

(2) ① 벤젠 고리의 수소 한 자리에 나이트로기 −NO2\mathrm{-NO_2} 가 붙은 구조 — C6H5NO2\mathrm{C_6H_5NO_2}  / 
② 제3석유류(비수용성)

(3) ① 벤젠 고리의 수소 한 자리에 아미노기 −NH2\mathrm{-NH_2} 가 붙은 구조 — C6H5NH2\mathrm{C_6H_5NH_2}  / 
② 제3석유류(비수용성)


[해설]

세 물질 모두 벤젠 고리를 뼈대로 삼는 제4류 위험물(인화성 액체)이다. 품명은 오직 인화점으로 갈린다. 1기압에서 인화점이 21 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만이면 제1석유류, 70 ∘C^\circ\mathrm{C} 이상 200 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만이면 제3석유류다.

HHHHHH벤젠C6H6NO2HHHHH나이트로벤젠C6H5NO2NH2HHHHH아닐린C6H5NH2

물질화학식인화점품명지정수량
벤젠C6H6\mathrm{C_6H_6}약 −11 ∘C-11\ ^\circ\mathrm{C}제1석유류(비수용성)200 L
나이트로벤젠C6H5NO2\mathrm{C_6H_5NO_2}약 88 ∘C88\ ^\circ\mathrm{C}제3석유류(비수용성)2,000 L
아닐린C6H5NH2\mathrm{C_6H_5NH_2}약 70 ∘C70\ ^\circ\mathrm{C}제3석유류(비수용성)2,000 L

벤젠은 특유의 방향이 나는 무색 액체로 증기가 독성이 강하고 인화점이 영하라 상온에서도 불이 붙는다. 나이트로벤젠은 벤젠을 진한 질산과 진한 황산으로 나이트로화해 얻는 담황색 액체이고, 이것을 환원하면 아닐린이 된다. 두 물질 모두 물보다 무겁고 물에 거의 녹지 않는 비수용성이다.

이름에 “나이트로”가 들어가 제5류로 착각하기 쉬운데, 나이트로벤젠은 제4류 제3석유류다. 나이트로기가 하나뿐이어서 자기반응성을 갖지 못하기 때문이며, 나이트로기가 셋 붙은 트라이나이트로톨루엔·트라이나이트로페놀에 이르러야 제5류 나이트로화합물이 된다.

문제 7

24-3

사업소 규모에 따라 자체소방대가 갖추어야 하는 화학소방자동차 대수와 대원 수는 위험물안전관리법령에 정해져 있다. 다음 표의 빈칸 ①~⑤에 들어갈 값을 각각 쓰시오.

사업소의 구분화학소방자동차자체소방대원의 수
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 3천배 이상 ( ① )만배 미만인 사업소1대5인
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 ( ① )만배 이상 24만배 미만인 사업소2대( ② )
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 24만배 이상 48만배 미만인 사업소3대( ③ )
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 48만배 이상인 사업소4대( ④ )
옥외탱크저장소에 저장하는 제4류 위험물의 최대수량이 지정수량의 50만배 이상인 사업소( ⑤ )10인
정답 및 해설

① 12

② 10인

③ 15인

④ 20인

⑤ 2대


[해설]

자체소방대는 사업소가 스스로 갖추어야 하는 소방 조직이다. 제4류 위험물을 지정수량의 3천배 이상 취급하는 제조소·일반취급소와 제4류 위험물을 지정수량의 50만배 이상 저장하는 옥외탱크저장소가 설치 대상이다.

사업소의 구분화학소방자동차자체소방대원
제조소·일반취급소 — 지정수량의 3천배 이상 12만배 미만1대5인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 12만배 이상 24만배 미만2대10인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 24만배 이상 48만배 미만3대15인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 48만배 이상4대20인
옥외탱크저장소 — 지정수량의 50만배 이상2대10인

제조소·일반취급소 쪽은 규칙이 단순하다. 배수 구간이 3천 → 12만 → 24만 → 48만 으로 넘어갈 때마다 차가 1대씩 늘고, 차 1대에 대원 5인이 따라붙어 5·10·15·20인이 된다. 대수만 외워 두면 인원은 곱셈으로 나온다.

따로 외워야 하는 것은 마지막 줄이다. 옥외탱크저장소는 배수가 50만배 이상으로 커도 2대·10인에서 멈춘다. 저장만 할 뿐 위험물을 다루는 공정이 없어 사고 가능성이 상대적으로 낮기 때문이다.

아울러 화학소방자동차 가운데 포수용액을 방사하는 차가 전체 대수의 23\dfrac{2}{3} 이상이어야 하고, 각 차에는 소화약제를 정해진 양 이상 싣도록 하고 있다.

문제 8

24-3

금속나트륨 57.5 g 을 표준상태에서 남김없이 태우려 한다. 나트륨의 원자량은 23이고 공기 중 산소는 부피로 21 % 를 차지한다고 할 때, 다음을 구하시오.

(1) 필요한 산소의 부피는 몇 L 인가?

(2) 필요한 공기의 부피는 몇 L 인가?

정답 및 해설

(1) 14 L

(2) 66.67 L


[해설]

나트륨은 공기 중에서 타 산화나트륨이 되며, 반응식의 몰비(Na 4 : O2 1)와 표준상태 기체 1몰 = 22.4 L로 푼다.
4Na + O2 → 2Na2O

산소 부피는 나트륨 몰수에 1/4을 곱한 뒤 22.4 L를 곱해 구한다.
nNa = 57.5 ÷ 23 = 2.5 mol
VO2 = 2.5 × 1/4 × 22.4 = 14 L

공기 부피는 산소가 공기 부피의 21 %뿐이므로 산소 부피를 0.21로 나눈다.
V공기 = 14 ÷ 0.21 ≈ 66.67 L

혼동 주의: 0.21을 곱하면 공기가 산소보다 적어지는 모순이 생기므로 반드시 나눈다.

문제 9

다음 화학식으로 나타낸 제4류 위험물의 명칭을 각각 쓰시오.

(1) CH3COC2H5\mathrm{CH_3COC_2H_5}

(2) C6H5Cl\mathrm{C_6H_5Cl}

(3) CH3COOC2H5\mathrm{CH_3COOC_2H_5}

정답 및 해설

(1) 메틸에틸케톤

(2) 클로로벤젠

(3) 아세트산에틸(초산에틸)


[해설]

시성식 가운데 끼인 작용기로 가른다: -CO-(카보닐기)가 있으면 케톤, -COO-가 있으면 에스터다.

  • CH3COC2H5 — 카보닐기 양쪽에 메틸기와 에틸기가 붙은 메틸에틸케톤(MEK)으로, 제1석유류에 속한다.
  • C6H5Cl — 벤젠 고리의 수소 하나를 염소가 치환한 클로로벤젠으로, 제2석유류에 속한다.
  • CH3COOC2H5 — 아세트산과 에탄올이 결합한 에스터인 아세트산에틸이며, 아세트산을 초산이라고도 부르므로 초산에틸과 같은 물질이다.

혼동 주의: 메틸에틸케톤(C4H8O)과 아세트산에틸(C4H8O2)은 산소 한 개 차이로 케톤과 에스터가 갈린다.

문제 10

24-3

처마높이가 6 m 미만이고 지정수량의 40배에 해당하는 위험물을 저장하는 옥내저장소의 저장창고를 아래 그림처럼 꾸몄다. 다음 물음에 답하시오.

집유설비위험물이 스며들지 아니하는 구조처마높이

(1) 이 저장창고가 어떤 시설에 해당하는지 그 이름을 쓰시오.

(2) 특례 기준을 적용받으려면 저장하는 위험물이 지정수량의 몇 배 이하여야 하는가?

(3) 특례 기준을 적용받으려면 지면에서 처마까지의 높이가 얼마여야 하는가?

정답 및 해설

(1) 소규모 옥내저장소

(2) 50배

(3) 6 m 미만


[해설]

옥내저장소 가운데 규모가 작은 것에는 일반 기준을 그대로 들이대지 않고 완화된 기준을 적용하는데, 이것이 위험물안전관리법 시행규칙 별표 5 의 소규모 옥내저장소의 특례다. 특례를 받으려면 아래 세 가지를 모두 채워야 한다.

요건기준
저장하는 위험물의 양지정수량의 50배 이하
저장창고의 처마높이지면에서 6 m 미만
저장창고의 바닥면적150 m2 이하

문제에서 준 조건이 “처마높이 6 m 미만, 지정수량의 40배”이므로 세 요건 가운데 둘이 이미 채워져 있고, 그림 역시 단층 저장창고의 모습이다. 따라서 이 시설은 소규모 옥내저장소이며, 특례가 허용하는 최대 배수는 50배, 처마높이 기준은 6 m 미만이다. 40배는 50배 이하이므로 특례 대상에 든다.

비슷한 자리에 놓이는 복합용도 건축물의 옥내저장소는 지정수량의 20배 이하여야 한다는 점과 짝지어 외워 두면 헷갈리지 않는다. 배수 기준이 소규모는 50배, 복합용도는 20배다.

그림에 그려진 집유설비는 액체 위험물을 저장할 때 필요한 설비다. 액상 위험물을 두는 저장창고의 바닥은 위험물이 스며들지 않는 구조로 만들고, 새어 나온 위험물이 한곳에 모이도록 적당히 경사지게 한 뒤 낮은 쪽에 집유설비를 둔다. 반대로 물과 반응하는 위험물이나 인화점이 70 ∘C70\ ^\circ\mathrm{C} 미만인 위험물의 저장창고에는 바닥을 물이 스며들지 않는 구조로 하고 내부 온도를 낮추는 설비를 갖춘다.

문제 11

위험물제조소의 설비 가운데 정전기가 발생할 우려가 있는 것에는 정전기를 유효하게 제거할 수 있는 설비를 갖추어야 한다. 위험물안전관리법령이 정한 정전기 제거 방법 3가지를 쓰시오.

정답 및 해설

① 접지에 의한 방법

② 공기 중의 상대습도를 70 % 이상으로 하는 방법

③ 공기를 이온화하는 방법


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4(제조소 기준)에 따라 정전기가 생길 우려가 있는 설비에는 다음 방법 중 하나로 정전기를 없애는 설비를 둔다.

  • 접지에 의한 방법은 설비를 도선으로 대지에 이어 쌓인 전하를 땅으로 흘려보낸다.
  • 상대습도를 70 % 이상으로 하는 방법은 물체 표면에 수분막을 만들어 전하가 새어 나가게 한다.
  • 공기를 이온화하는 방법은 제전기로 만든 양·음이온으로 대전된 전하를 중화한다.

혼동 주의: 유속 제한이나 제전복 착용은 실무 대책일 뿐 법령이 정한 세 가지 방법에는 들지 않는다.

문제 12

24-3

그림은 가로로 뉘어 설치한 타원형 탱크다. 공간용적을 내용적의 100분의 5로 잡을 때, 이 탱크의 용량은 몇 m3 인가?

2 m1.5 m0.3 m2 m0.3 m

정답 및 해설

4.92 m3


[해설]

탱크 용량 = 내용적 − 공간용적이다. 가로로 누운 타원형 탱크의 내용적은 양 끝 경판을 제 길이의 1/3로 환산해 구한다.

V = πab/4 × (l + (l1+l2)/3)
= π×2×1.5/4 × (2 + 0.6/3)
= 2.356 × 2.2 ≈ 5.18 m3

공간용적이 내용적의 5/100이므로 용량은 내용적의 95 %다.
5.18 × 0.95 ≈ 4.92 m3

혼동 주의: 타원 단면적은 두 지름을 곱해 4로 나눈 πab/4다. 지름을 반지름 자리에 넣으면 값이 4배로 커진다.

문제 13

24-3

제2종 분말소화약제로 쓰이는 탄산수소칼륨에 관하여 다음 물음에 답하시오. (단, 계산은 1기압·100 ∘C^\circ\mathrm{C} 를 기준으로 한다.)

(1) 1차 분해반응식을 세우시오.

(2) 탄산수소칼륨 100 kg 이 모두 분해될 때 생기는 이산화탄소는 몇 m3 인지 구하시오.

정답 및 해설

(1) 2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

(2) 15.3 m3


[해설]

(1) 탄산수소칼륨은 190 ∘C^\circ\mathrm{C} 부근에서 1차 분해되어 탄산칼륨·이산화탄소·물이 된다.

2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

온도가 더 올라 590 ∘C^\circ\mathrm{C} 를 넘으면 2차 분해가 일어나 2KHCO3→K2O+2CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2O + 2CO_2 + H_2O} 로 간다. 이산화탄소가 두 배로 나오므로 어느 쪽을 묻는지 반드시 확인해야 한다.

(2) 먼저 탄산수소칼륨의 분자량을 구한다.

KHCO3=39+1+12+(16×3)=100\mathrm{KHCO_3} = 39 + 1 + 12 + (16 \times 3) = 100

분자량이 100 이므로 100 kg 은 곧 1 kmol 이다. 1차 분해식에서 KHCO3\mathrm{KHCO_3} 2몰마다 CO2\mathrm{CO_2} 1몰이 나오므로

nCO2=1×12=0.5 kmoln_{\mathrm{CO_2}} = 1 \times \dfrac{1}{2} = 0.5\ \mathrm{kmol}

이다. 표준상태가 아니라 100 ∘C^\circ\mathrm{C} 이므로 22.4 를 곱하지 말고 이상기체 상태방정식을 쓴다. 기체상수를 0.082 atm⋅m3/(kmol⋅K)0.082\ \mathrm{atm \cdot m^3 /(kmol \cdot K)} 로 잡고 T=273+100=373 KT = 273 + 100 = 373\ \mathrm{K} 를 대입하면

V=nRTP=0.5×0.082×3731=15.3 m3V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.5 \times 0.082 \times 373}{1} = \mathbf{15.3}\ \mathrm{m^3}

가 된다. 몰수 대신 질량 22 kg 을 구해 V=wRTPMV = \dfrac{wRT}{PM} 에 넣어도 같은 값이 나온다.

분말소화약제는 종별로 주성분과 색이 다르다.

종별주성분착색적응 화재
제1종탄산수소나트륨 NaHCO3\mathrm{NaHCO_3}백색B·C급
제2종탄산수소칼륨 KHCO3\mathrm{KHCO_3}담회색B·C급
제3종제일인산암모늄 NH4H2PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4}담홍색A·B·C급
제4종탄산수소칼륨 + 요소회색B·C급

제2종은 칼륨 이온의 부촉매 효과가 나트륨보다 커서 제1종보다 소화력이 약 2배 좋다고 본다. 다만 유일하게 A급(일반화재)까지 듣는 것은 제3종뿐이다.

문제 14

24-3

옥외탱크저장소는 저장·취급하는 위험물의 최대수량에 따라 옥외저장탱크의 측면으로부터 일정 너비의 공지를 확보해야 한다. 다음 각 경우에 두어야 할 보유공지의 너비를 쓰시오.

(1) 제4류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

(2) 제5류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

(3) 제6류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

정답 및 해설

(1) 15 m 이상

(2) 15 m 이상

(3) 5 m 이상


[해설]

보유공지는 불이 옆으로 번지지 않도록 탱크 둘레에 비워 두는 땅이다. 저장량이 많을수록 넓어진다.

저장·취급하는 위험물의 최대수량공지의 너비
지정수량의 500배 이하3 m 이상
지정수량의 500배 초과 1,000배 이하5 m 이상
지정수량의 1,000배 초과 2,000배 이하9 m 이상
지정수량의 2,000배 초과 3,000배 이하12 m 이상
지정수량의 3,000배 초과 4,000배 이하15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과탱크의 지름과 높이 가운데 큰 값 이상(최소 15 m, 최대 30 m)

3,500배는 3,000배 초과 4,000배 이하 구간에 든다. 이 표는 유별을 가리지 않으므로 제4류와 제5류는 그대로 15 m 이상이다.

다만 제6류 위험물에는 완화 규정이 있다. 산화성 액체인 제6류는 스스로 타지 않아 화재 확대 위험이 작으므로 위 표의 13\dfrac{1}{3} 이상으로 줄일 수 있고, 그렇게 줄이더라도 1.5 m 이상은 확보해야 한다.

15×13=5 m15 \times \dfrac{1}{3} = \mathbf{5}\ \mathrm{m} 이상

5 m 는 1.5 m 를 넘으므로 그대로 답이 된다. 제6류 탱크를 같은 장소에 둘 이상 인접해 설치하는 경우에는 여기서 다시 13\dfrac{1}{3} 로 줄일 수 있으며, 이때도 하한은 1.5 m 다.

이 밖에 지정수량 4,000배를 넘는 탱크의 공지를 탱크 지름·높이로 정하는 것은, 그 정도 규모에서는 배수보다 탱크 자체의 크기가 화재 영향 범위를 더 잘 나타내기 때문이다.

문제 15

24-3

다음은 제3류 위험물의 품명이다. 각 품명에 정해진 지정수량은 얼마인지 답하시오.

(1) 알칼리금속

(2) 유기금속화합물

(3) 금속의 수소화물

(4) 금속의 인화물

(5) 알루미늄의 탄화물

정답 및 해설

(1) 50 kg

(2) 50 kg

(3) 300 kg

(4) 300 kg

(5) 300 kg


[해설]

제3류 위험물(자연발화성 물질 및 금수성 물질)의 지정수량은 10 · 20 · 50 · 300 kg 네 단계로만 나뉜다. 위험한 순서대로 값이 작아진다고 보면 된다.

지정수량품명
10 kg칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬
20 kg황린
50 kg알칼리금속(칼륨·나트륨 제외) 및 알칼리토금속, 유기금속화합물(알킬알루미늄·알킬리튬 제외)
300 kg금속의 수소화물, 금속의 인화물, 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물, 그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것(염소화규소화합물)

이 문제의 함정은 50 kg 짜리 두 품명에 붙은 괄호 단서다. 칼륨과 나트륨도 알칼리금속이지만 이들은 따로 떼어 10 kg 으로 정해져 있어, “알칼리금속”이라는 품명이 가리키는 것은 리튬·루비듐·세슘 등 나머지다. 마찬가지로 알킬알루미늄·알킬리튬도 유기금속화합물의 일종이지만 10 kg 으로 따로 나가 있다.

300 kg 무리는 모두 물과 만나 가연성 가스를 내는 금수성 물질이다. 금속의 수소화물은 수소를, 금속의 인화물은 포스핀을, 탄화물은 아세틸렌이나 메테인을 내놓는다. 화재에 물을 쓸 수 없으므로 마른모래·팽창질석·팽창진주암이나 탄산수소염류 분말소화약제로 덮어 끈다.

품명은 법령의 표현대로 “금속의 수소화물”·“금속의 인화물”·“칼슘 또는 알루미늄의 탄화물”이며, 교재에 따라 “금속수소화합물”처럼 줄여 쓰기도 하지만 같은 것을 가리킨다.

문제 16

24-3

위험물안전관리에 관한 세부기준은 이동탱크저장소의 외부를 유별에 따라 정해진 색으로 칠하도록 하고 있다. 아래 표의 빈칸 ①~⑤를 채우시오.

유별도장의 색상
제1류 위험물( ① )
제2류 위험물( ② )
제3류 위험물( ③ )
제5류 위험물( ④ )
제6류 위험물( ⑤ )

[비고] 탱크의 옆면과 뒷면을 뺀 면적의 40 % 이내는 그 유별의 색상이 아닌 다른 색으로 칠할 수 있다. 제4류 위험물은 색상 제한이 없으나 적색을 권장한다.

정답 및 해설

① 회색

② 적색

③ 청색

④ 황색

⑤ 청색


[해설]

이동탱크저장소는 도로를 달리는 탱크로리이므로, 사고가 났을 때 겉색만 보고도 무엇을 실었는지 알 수 있어야 한다. 그래서 위험물안전관리에 관한 세부기준이 유별 도장 색상을 정해 두었다.

유별도장의 색상
제1류 (산화성 고체)회색
제2류 (가연성 고체)적색
제3류 (자연발화성·금수성 물질)청색
제4류 (인화성 액체)제한 없음 (적색 권장)
제5류 (자기반응성 물질)황색
제6류 (산화성 액체)청색

외울 때는 유별 번호와 색을 짝지어 1 회색 · 2 적색 · 3 청색 · 5 황색 · 6 청색 으로 읊으면 된다. 헷갈리기 쉬운 두 곳만 붙잡아 두자. 제3류와 제6류가 똑같이 청색이고, 제4류만 색상 제한이 없다는 점이다. 제4류는 실제로 가장 많이 운반되는 유별이라 색을 강제하지 않고 적색을 권장하는 데 그친다.

비고의 40 % 규정은 회사 상호나 도안을 넣을 수 있게 열어 둔 여지다. 다만 옆면과 뒷면은 다른 차량 운전자가 가장 먼저 보는 면이라 이 계산에서 빼고, 지정된 색을 온전히 유지해야 한다.

문제 17

24-3

제6류 위험물인 과산화수소에 관하여 다음 반응식을 각각 세우시오.

(1) 스스로 분해되면서 산소를 내놓는 반응

(2) 하이드라진과 만나 질소와 물이 생기는 반응

정답 및 해설

(1) 2H2O2→2H2O+O2\mathrm{2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}

(2) N2H4+2H2O2→N2+4H2O\mathrm{N_2H_4 + 2H_2O_2 \rightarrow N_2 + 4H_2O}


[해설]

과산화수소는 제6류 위험물(산화성 액체)이며, O–O 결합이 약해 빛·열·촉매를 만나면 물과 산소로 쉽게 분해된다.
2H2O2 → 2H2O + O2

강한 환원제인 하이드라진과 만나면 격렬히 반응해 질소와 물만 남긴다.
N2H4 + 2H2O2 → N2 + 4H2O

반응식의 원자 수는 양변 모두 N 2개·H 8개·O 4개로 맞는다. 분해할 때 생기는 산소 때문에 용기가 터질 수 있어 마개에 통기 구멍을 낸 용기에 저장한다.

문제 18

다음은 위험물안전관리법령이 정한 제4류 위험물 품명의 정의이다. 빈칸 ① ~ ⑰ 에 들어갈 용어 또는 수치를 각각 쓰시오.

· “특수인화물”이라 함은 ( ① ), 다이에틸에터 그 밖에 1기압에서 ( ② )이 섭씨 ( ③ )도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 ( ④ )도 이하이고 비점이 섭씨 ( ⑤ )도 이하인 것을 말한다.

· “제1석유류”라 함은 아세톤, 휘발유 그 밖에 ( ⑥ )기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑦ )도 미만인 것을 말한다.

· “제2석유류”라 함은 등유, 경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑧ )도 이상 섭씨 ( ⑨ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품에 있어서 가연성 액체량이 ( ⑩ ) 중량퍼센트 이하이면서 인화점이 섭씨 ( ⑪ )도 이상인 동시에 연소점이 섭씨 ( ⑫ )도 이상인 것은 제외한다.

· “제3석유류”라 함은 ( ⑬ ), ( ⑭ ) 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑮ )도 이상 섭씨 ( ⑯ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품은 가연성 액체량이 ( ⑰ ) 중량퍼센트 이하인 것은 제외한다.

정답 및 해설

① 이황화탄소
② 발화점
③ 100
④ 20
⑤ 40

⑥ 1
⑦ 21

⑧ 21
⑨ 70
⑩ 40
⑪ 40
⑫ 60

⑬ 중유
⑭ 크레오소트유
⑮ 70
⑯ 200
⑰ 40


[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제4류 품명을 1기압에서의 인화점으로 나누며, 경계는 21 – 70 – 200 ℃다. 특수인화물에만 발화점·비점 조건이 따로 붙는다.

  • 특수인화물은 이황화탄소·다이에틸에터 외에 발화점 100 ℃ 이하이거나, 인화점 영하 20 ℃ 이하이면서 비점 40 ℃ 이하인 것이다.
  • 제1석유류는 아세톤·휘발유 외에 1기압에서 인화점이 21 ℃ 미만인 것이다.
  • 제2석유류는 인화점 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만이며, 가연성 액체량 40 중량% 이하이면서 인화점 40 ℃ 이상·연소점 60 ℃ 이상인 도료류 등은 뺀다.
  • 제3석유류는 중유·크레오소트유 외에 인화점 70 ℃ 이상 200 ℃ 미만이며, 가연성 액체량 40 중량% 이하인 도료류 등은 뺀다.

혼동 주의: 특수인화물의 두 조건은 '또는'이라 하나만 맞아도 된다. 제외 단서의 인화점·연소점 조건은 제2석유류에만 붙는다.

문제 19

24-3

아래 표는 위험물안전관리법령이 정한 제2류 위험물(성질: 가연성 고체)의 품명과 지정수량을 옮겨 적은 것인데, 잘못 적힌 곳이 섞여 있다. 틀린 부분을 모두 찾아 바르게 고치시오.

번호품명지정수량
1황화인100 kg
2황린100 kg
3황100 kg
4철분500 kg
5금속분500 kg
6마그네슘500 kg
7·8그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것 / 제1호부터 제7호까지의 어느 하나 이상을 함유한 것100 kg 또는 500 kg
9인화성 고체500 kg
정답 및 해설

① 황린 → 적린

② 인화성 고체의 지정수량 500 kg → 1,000 kg


[해설]

제2류 위험물의 품명과 지정수량을 바르게 옮기면 다음과 같다.

번호품명지정수량
1황화인100 kg
2적린100 kg
3황100 kg
4철분500 kg
5금속분500 kg
6마그네슘500 kg
7·8그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것 / 제1호부터 제7호까지의 어느 하나 이상을 함유한 것100 kg 또는 500 kg
9인화성 고체1,000 kg

틀린 곳 ① — 황린: 황린은 공기 중에서 저절로 불이 붙는 제3류 위험물(자연발화성 물질), 지정수량 20 kg 이므로 제2류 표에 들어올 수 없다. 그 자리에 들어갈 품명은 적린이다. 적린과 황린은 같은 인의 동소체지만, 적린은 발화점이 260 ∘C^\circ\mathrm{C} 로 높은 안정한 가연성 고체이고 황린은 발화점이 34 ∘C^\circ\mathrm{C} 에 지나지 않아 물속에 넣어 보관한다.

틀린 곳 ② — 인화성 고체: 제2류의 지정수량은 100 kg 과 500 kg 두 가지뿐인 것으로 외우기 쉬운데, 인화성 고체만 1,000 kg 으로 따로 정해져 있다. 인화성 고체는 고형 알코올처럼 인화점이 40 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만인 고체를 말한다.

정리하면 제2류의 지정수량은 가루가 아닌 것(황화인·적린·황) 100 kg, 가루·금속 계열(철분·금속분·마그네슘) 500 kg, 인화성 고체 1,000 kg 의 세 단계다. 참고로 철분은 53 μm\mu\mathrm{m} 표준체를 통과하는 것이 50 중량퍼센트 미만이면, 마그네슘은 지름 2 mm 이상의 막대 모양이거나 2 mm 체를 통과하지 못하는 덩어리면 위험물에서 제외된다.

문제 20

위험물제조소는 다음 시설로부터 일정한 거리 이상을 두어야 한다. 위험물안전관리법령이 정한 안전거리를 각각 쓰시오.

(1) 사용전압 30,000 V 인 특고압가공전선

(2) 사용전압 35,000 V 를 초과하는 특고압가공전선

(3) 학교

(4) 병원

(5) 주택

(6) 지정문화유산·천연기념물 등

정답 및 해설

(1) 3 m 이상

(2) 5 m 이상

(3) 30 m 이상

(4) 30 m 이상

(5) 10 m 이상

(6) 50 m 이상


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 제조소 외벽에서 대상 시설까지 안전거리를 둔다. 사람이 많이 모이거나 되돌릴 수 없는 피해가 날 곳일수록 거리가 멀다.

  • 30,000 V 특고압가공전선은 7,000 V 초과 35,000 V 이하 구간이라 3 m 이상이다.
  • 35,000 V를 넘는 특고압가공전선은 5 m 이상이다.
  • 학교·병원은 많은 사람을 수용하는 시설이라 30 m 이상이다.
  • 주택은 주거용 건축물이라 10 m 이상이며, 같은 부지 안의 사택 등은 제외한다.
  • 지정문화유산·천연기념물 등은 피해를 되돌릴 수 없어 가장 먼 50 m 이상이다.

혼동 주의: 고압가스·액화석유가스·도시가스 시설은 20 m 이상이다. 제6류 위험물만 취급하는 제조소에는 안전거리 규정이 적용되지 않는다.

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문제 1

다음 [보기]의 위험물과 품명을 위험물안전관리법령이 정한 위험등급 I·II·III 으로 나누어 쓰시오. (단, 해당하는 것이 없으면 “해당 없음”이라고 쓸 것)

[보기] 과산화수소, 황린, 칼륨, 특수인화물, 질산염류, 브로민산염류, 아이오딘산염류, 황화인, 적린, 알코올류, 제1석유류, 제2석유류

(1) 위험등급 I

(2) 위험등급 II

(3) 위험등급 III

정답 및 해설

(1) 과산화수소, 황린, 칼륨, 특수인화물

(2) 질산염류, 브로민산염류, 아이오딘산염류, 황화인, 적린, 알코올류, 제1석유류

(3) 제2석유류


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따라 위험등급은 유별이 아니라 품명별로 정해진다. 대체로 같은 유별 안에서 지정수량이 작을수록 등급이 높다.

  • 위험등급 I — 제6류 전부(과산화수소), 제3류 칼륨(10 kg)·황린(20 kg), 제4류 특수인화물.
  • 위험등급 II — 제1류 질산염류·브로민산염류·아이오딘산염류(300 kg), 제2류 황화인·적린(100 kg), 제4류 알코올류·제1석유류.
  • 위험등급 III — 제4류 제2석유류부터 그 아래 품명.

혼동 주의: 제4류에서 II 등급은 제1석유류·알코올류뿐이라 제2석유류는 III 등급으로 내려간다.

문제 2

24-3

염소산칼륨에 대하여 다음 반응식을 각각 쓰시오. (단, 해당하는 반응이 없으면 “해당 없음”이라고 답한다.)

(1) 열분해반응식

(2) 물과의 반응식

(3) 연소반응식

정답 및 해설

(1) 2KClO3→2KCl+3O2\mathrm{2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2}

(2) 해당 없음

(3) 해당 없음


[해설]

염소산칼륨은 제1류 위험물(산화성 고체) 중 염소산염류로, 가열하면 염화칼륨과 산소로 분해된다.
2KClO3 → 2KCl + 3O2

  • 물과의 반응 — 온수에 녹기만 할 뿐 새 물질이 생기지 않아 반응식이 없다.
  • 연소 — 제1류는 불연성이라 스스로 타지 않고 다른 물질의 연소를 도울 뿐이어서 반응식이 없다.

혼동 주의 — 같은 제1류라도 과산화칼륨 같은 무기과산화물은 물과 반응해 산소를 내므로 반응식이 있다.

문제 3

다음 위험물이 물과 반응할 때 발생하는 기체의 명칭을 각각 쓰시오. (단, 물과 반응하지 않으면 “해당 없음”이라고 쓸 것)

(1) 질산나트륨

(2) 과산화나트륨

(3) 과산화마그네슘

(4) 칼슘

(5) 칼륨

(6) 과염소산나트륨

(7) 수소화나트륨

(8) 수소화칼륨

정답 및 해설

(1) 해당 없음

(2) 산소

(3) 산소

(4) 수소

(5) 수소

(6) 해당 없음

(7) 수소

(8) 수소


[해설]

“물에 녹기만 하는 것”과 “물과 반응하는 것”을 갈라 보는 것이 이 문제의 핵심이다. 잘 녹기만 하고 화학변화가 없으면 발생 기체는 없다.

(1) 질산나트륨(제1류 — 질산염류) : 물에 잘 녹지만 분해되지 않는다 → 해당 없음

(2) 과산화나트륨(제1류 — 무기과산화물) : 2Na2O2+2H2O→4NaOH+O22\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2} → 산소

(3) 과산화마그네슘(제1류 — 무기과산화물) : 2MgO2+2H2O→2Mg(OH)2+O22\mathrm{MgO_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Mg(OH)_2} + \mathrm{O_2} → 산소

(4) 칼슘(제3류 — 알칼리토금속) : Ca+2H2O→Ca(OH)2+H2\mathrm{Ca} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{H_2} → 수소

(5) 칼륨(제3류 — 칼륨) : 2K+2H2O→2KOH+H22\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2} → 수소. 반응이 격렬해 발생한 수소가 반응열로 점화되는 일이 잦다.

(6) 과염소산나트륨(제1류 — 과염소산염류) : 물에 녹기만 할 뿐 반응하지 않는다 → 해당 없음

(7) 수소화나트륨(제3류 — 금속의 수소화물) : NaH+H2O→NaOH+H2\mathrm{NaH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2} → 수소

(8) 수소화칼륨(제3류 — 금속의 수소화물) : KH+H2O→KOH+H2\mathrm{KH} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KOH} + \mathrm{H_2} → 수소

정리하면 같은 제1류라도 무기과산화물만 물과 반응해 산소를 내고, 질산염류·과염소산염류는 그렇지 않다. 제3류는 금속이든 금속의 수소화물이든 물과 만나면 수소를 내놓는 금수성 물질이라 주수소화가 금지되며, 마른모래나 탄산수소염류 분말로 소화한다.

덧붙여 무기과산화물은 이산화탄소와도 반응해 산소를 내므로(2Na2O2+2CO2→2Na2CO3+O22\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{O_2}) 이산화탄소소화기 역시 쓸 수 없다.

문제 4

다음 제2류 위험물인 황화인이 공기 중에서 완전연소할 때의 화학반응식을 각각 쓰시오.

(1) 삼황화인

(2) 오황화인

(3) 칠황화인

정답 및 해설

(1) P4S3+8O2→2P2O5+3SO2\mathrm{P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2}

(2) 2P2S5+15O2→2P2O5+10SO2\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}

(3) P4S7+12O2→2P2O5+7SO2\mathrm{P_4S_7 + 12O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 7SO_2}


[해설]

황화인(제2류, 가연성 고체)은 인(P)과 황(S)으로만 이루어져, 완전연소하면 인은 오산화인(P2O5), 황은 이산화황(SO2)이 된다.

계수는 인 → 황 → 산소 순으로 맞춘다. P2O5 한 분자가 인 2개를 가져가므로 인 개수를 짝수로 만드는 것이 첫걸음이다.

삼황화인은 인 4개·황 3개라 우변 산소가 10 + 6 = 16개이므로 산소 8분자가 든다.
P4S3 + 8O2 → 2P2O5 + 3SO2

오황화인은 인이 2개뿐이라 2분자를 잡아 인 4개·황 10개로 맞추고, 우변 산소가 10 + 20 = 30개이므로 산소 15분자가 든다.
2P2S5 + 15O2 → 2P2O5 + 10SO2

칠황화인은 인 4개·황 7개라 우변 산소가 10 + 14 = 24개이므로 산소 12분자가 든다.
P4S7 + 12O2 → 2P2O5 + 7SO2

혼동 주의: 세 물질 모두 연소하면 유독한 SO2가 나온다. 물과 반응해 황화수소를 내는 것은 오황화인·칠황화인이다.

문제 5

24-3

아래 [보기] 가운데 다음 위험물의 보호액으로 알맞은 것을 모두 골라 쓰시오. (단, 해당하는 것이 없으면 “해당 없음”이라고 답한다.)

[보기] 에탄올, 유동파라핀, 물, 경유, 염산

(1) 황린

(2) 트라이에틸알루미늄

(3) 칼륨

정답 및 해설

(1) 물

(2) 해당 없음

(3) 경유, 유동파라핀


[해설]

보호액은 위험물이 공기나 물과 닿지 않도록 잠가 두는 액체다. 무엇을 피해야 하는가가 곧 보호액을 고르는 기준이 된다.

위험물피해야 할 것보호액
황린, 이황화탄소공기(산소)물
칼륨, 나트륨물·공기등유, 경유, 유동파라핀 등 석유류
나이트로셀룰로스건조 상태물 또는 알코올로 적셔 둠

(1) 황린은 발화점이 34 ∘C^\circ\mathrm{C} 에 지나지 않아 공기 중에 두면 그대로 자연발화한다. 물에 녹지 않고 물보다 무거우므로 물속에 가라앉혀 공기를 끊는다. 이때 pH 9 정도의 약알칼리성 물을 쓰는데, 물이 강알칼리로 기울면 맹독성 가연성 가스인 포스핀이 생기기 때문이다.

(2) 트라이에틸알루미늄은 알킬알루미늄에 드는 제3류 위험물로, 자연발화성과 금수성을 함께 가진다. 물에 넣으면 에테인을 내며 폭발적으로 반응하고((C2H5)3Al+3H2O→Al(OH)3+3C2H6\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}), 석유류에 담가도 안전이 보장되지 않는다. 그래서 보호액을 쓰지 않고 용기를 밀봉한 뒤 질소 등 불연성 가스를 채워 저장한다. 답이 “해당 없음”인 까닭이다.

(3) 칼륨은 물과 격렬히 반응해 수소를 내므로(2K+2H2O→2KOH+H2\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}) 물을 쓸 수 없고, 물보다 가벼운 석유류 속에 가라앉혀 공기와 물을 함께 차단한다. [보기] 중에서는 경유와 유동파라핀이 여기에 해당한다.

[보기]의 나머지 둘은 어느 쪽에도 쓸 수 없다. 에탄올은 하이드록시기의 수소 때문에 칼륨과 반응해 수소를 내고, 염산은 산이라 금속을 녹이면서 수소를 발생시킨다.

문제 6

24-3

아래 세 가지 위험물에 대하여 ① 구조식과 ② 위험물안전관리법령상의 품명을 각각 답하시오.

(1) 벤젠

(2) 나이트로벤젠

(3) 아닐린

정답 및 해설

(1) ① 탄소 6개가 정육각형 고리를 이루고 각 탄소에 수소가 하나씩 붙은 구조 — C6H6\mathrm{C_6H_6}  / 
② 제1석유류(비수용성)

(2) ① 벤젠 고리의 수소 한 자리에 나이트로기 −NO2\mathrm{-NO_2} 가 붙은 구조 — C6H5NO2\mathrm{C_6H_5NO_2}  / 
② 제3석유류(비수용성)

(3) ① 벤젠 고리의 수소 한 자리에 아미노기 −NH2\mathrm{-NH_2} 가 붙은 구조 — C6H5NH2\mathrm{C_6H_5NH_2}  / 
② 제3석유류(비수용성)


[해설]

세 물질 모두 벤젠 고리를 뼈대로 삼는 제4류 위험물(인화성 액체)이다. 품명은 오직 인화점으로 갈린다. 1기압에서 인화점이 21 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만이면 제1석유류, 70 ∘C^\circ\mathrm{C} 이상 200 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만이면 제3석유류다.

HHHHHH벤젠C6H6NO2HHHHH나이트로벤젠C6H5NO2NH2HHHHH아닐린C6H5NH2

물질화학식인화점품명지정수량
벤젠C6H6\mathrm{C_6H_6}약 −11 ∘C-11\ ^\circ\mathrm{C}제1석유류(비수용성)200 L
나이트로벤젠C6H5NO2\mathrm{C_6H_5NO_2}약 88 ∘C88\ ^\circ\mathrm{C}제3석유류(비수용성)2,000 L
아닐린C6H5NH2\mathrm{C_6H_5NH_2}약 70 ∘C70\ ^\circ\mathrm{C}제3석유류(비수용성)2,000 L

벤젠은 특유의 방향이 나는 무색 액체로 증기가 독성이 강하고 인화점이 영하라 상온에서도 불이 붙는다. 나이트로벤젠은 벤젠을 진한 질산과 진한 황산으로 나이트로화해 얻는 담황색 액체이고, 이것을 환원하면 아닐린이 된다. 두 물질 모두 물보다 무겁고 물에 거의 녹지 않는 비수용성이다.

이름에 “나이트로”가 들어가 제5류로 착각하기 쉬운데, 나이트로벤젠은 제4류 제3석유류다. 나이트로기가 하나뿐이어서 자기반응성을 갖지 못하기 때문이며, 나이트로기가 셋 붙은 트라이나이트로톨루엔·트라이나이트로페놀에 이르러야 제5류 나이트로화합물이 된다.

문제 7

24-3

사업소 규모에 따라 자체소방대가 갖추어야 하는 화학소방자동차 대수와 대원 수는 위험물안전관리법령에 정해져 있다. 다음 표의 빈칸 ①~⑤에 들어갈 값을 각각 쓰시오.

사업소의 구분화학소방자동차자체소방대원의 수
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 3천배 이상 ( ① )만배 미만인 사업소1대5인
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 ( ① )만배 이상 24만배 미만인 사업소2대( ② )
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 24만배 이상 48만배 미만인 사업소3대( ③ )
제조소 또는 일반취급소에서 취급하는 제4류 위험물의 최대수량의 합이 지정수량의 48만배 이상인 사업소4대( ④ )
옥외탱크저장소에 저장하는 제4류 위험물의 최대수량이 지정수량의 50만배 이상인 사업소( ⑤ )10인
정답 및 해설

① 12

② 10인

③ 15인

④ 20인

⑤ 2대


[해설]

자체소방대는 사업소가 스스로 갖추어야 하는 소방 조직이다. 제4류 위험물을 지정수량의 3천배 이상 취급하는 제조소·일반취급소와 제4류 위험물을 지정수량의 50만배 이상 저장하는 옥외탱크저장소가 설치 대상이다.

사업소의 구분화학소방자동차자체소방대원
제조소·일반취급소 — 지정수량의 3천배 이상 12만배 미만1대5인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 12만배 이상 24만배 미만2대10인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 24만배 이상 48만배 미만3대15인
제조소·일반취급소 — 지정수량의 48만배 이상4대20인
옥외탱크저장소 — 지정수량의 50만배 이상2대10인

제조소·일반취급소 쪽은 규칙이 단순하다. 배수 구간이 3천 → 12만 → 24만 → 48만 으로 넘어갈 때마다 차가 1대씩 늘고, 차 1대에 대원 5인이 따라붙어 5·10·15·20인이 된다. 대수만 외워 두면 인원은 곱셈으로 나온다.

따로 외워야 하는 것은 마지막 줄이다. 옥외탱크저장소는 배수가 50만배 이상으로 커도 2대·10인에서 멈춘다. 저장만 할 뿐 위험물을 다루는 공정이 없어 사고 가능성이 상대적으로 낮기 때문이다.

아울러 화학소방자동차 가운데 포수용액을 방사하는 차가 전체 대수의 23\dfrac{2}{3} 이상이어야 하고, 각 차에는 소화약제를 정해진 양 이상 싣도록 하고 있다.

문제 8

24-3

금속나트륨 57.5 g 을 표준상태에서 남김없이 태우려 한다. 나트륨의 원자량은 23이고 공기 중 산소는 부피로 21 % 를 차지한다고 할 때, 다음을 구하시오.

(1) 필요한 산소의 부피는 몇 L 인가?

(2) 필요한 공기의 부피는 몇 L 인가?

정답 및 해설

(1) 14 L

(2) 66.67 L


[해설]

나트륨은 공기 중에서 타 산화나트륨이 되며, 반응식의 몰비(Na 4 : O2 1)와 표준상태 기체 1몰 = 22.4 L로 푼다.
4Na + O2 → 2Na2O

산소 부피는 나트륨 몰수에 1/4을 곱한 뒤 22.4 L를 곱해 구한다.
nNa = 57.5 ÷ 23 = 2.5 mol
VO2 = 2.5 × 1/4 × 22.4 = 14 L

공기 부피는 산소가 공기 부피의 21 %뿐이므로 산소 부피를 0.21로 나눈다.
V공기 = 14 ÷ 0.21 ≈ 66.67 L

혼동 주의: 0.21을 곱하면 공기가 산소보다 적어지는 모순이 생기므로 반드시 나눈다.

문제 9

다음 화학식으로 나타낸 제4류 위험물의 명칭을 각각 쓰시오.

(1) CH3COC2H5\mathrm{CH_3COC_2H_5}

(2) C6H5Cl\mathrm{C_6H_5Cl}

(3) CH3COOC2H5\mathrm{CH_3COOC_2H_5}

정답 및 해설

(1) 메틸에틸케톤

(2) 클로로벤젠

(3) 아세트산에틸(초산에틸)


[해설]

시성식 가운데 끼인 작용기로 가른다: -CO-(카보닐기)가 있으면 케톤, -COO-가 있으면 에스터다.

  • CH3COC2H5 — 카보닐기 양쪽에 메틸기와 에틸기가 붙은 메틸에틸케톤(MEK)으로, 제1석유류에 속한다.
  • C6H5Cl — 벤젠 고리의 수소 하나를 염소가 치환한 클로로벤젠으로, 제2석유류에 속한다.
  • CH3COOC2H5 — 아세트산과 에탄올이 결합한 에스터인 아세트산에틸이며, 아세트산을 초산이라고도 부르므로 초산에틸과 같은 물질이다.

혼동 주의: 메틸에틸케톤(C4H8O)과 아세트산에틸(C4H8O2)은 산소 한 개 차이로 케톤과 에스터가 갈린다.

문제 10

24-3

처마높이가 6 m 미만이고 지정수량의 40배에 해당하는 위험물을 저장하는 옥내저장소의 저장창고를 아래 그림처럼 꾸몄다. 다음 물음에 답하시오.

집유설비위험물이 스며들지 아니하는 구조처마높이

(1) 이 저장창고가 어떤 시설에 해당하는지 그 이름을 쓰시오.

(2) 특례 기준을 적용받으려면 저장하는 위험물이 지정수량의 몇 배 이하여야 하는가?

(3) 특례 기준을 적용받으려면 지면에서 처마까지의 높이가 얼마여야 하는가?

정답 및 해설

(1) 소규모 옥내저장소

(2) 50배

(3) 6 m 미만


[해설]

옥내저장소 가운데 규모가 작은 것에는 일반 기준을 그대로 들이대지 않고 완화된 기준을 적용하는데, 이것이 위험물안전관리법 시행규칙 별표 5 의 소규모 옥내저장소의 특례다. 특례를 받으려면 아래 세 가지를 모두 채워야 한다.

요건기준
저장하는 위험물의 양지정수량의 50배 이하
저장창고의 처마높이지면에서 6 m 미만
저장창고의 바닥면적150 m2 이하

문제에서 준 조건이 “처마높이 6 m 미만, 지정수량의 40배”이므로 세 요건 가운데 둘이 이미 채워져 있고, 그림 역시 단층 저장창고의 모습이다. 따라서 이 시설은 소규모 옥내저장소이며, 특례가 허용하는 최대 배수는 50배, 처마높이 기준은 6 m 미만이다. 40배는 50배 이하이므로 특례 대상에 든다.

비슷한 자리에 놓이는 복합용도 건축물의 옥내저장소는 지정수량의 20배 이하여야 한다는 점과 짝지어 외워 두면 헷갈리지 않는다. 배수 기준이 소규모는 50배, 복합용도는 20배다.

그림에 그려진 집유설비는 액체 위험물을 저장할 때 필요한 설비다. 액상 위험물을 두는 저장창고의 바닥은 위험물이 스며들지 않는 구조로 만들고, 새어 나온 위험물이 한곳에 모이도록 적당히 경사지게 한 뒤 낮은 쪽에 집유설비를 둔다. 반대로 물과 반응하는 위험물이나 인화점이 70 ∘C70\ ^\circ\mathrm{C} 미만인 위험물의 저장창고에는 바닥을 물이 스며들지 않는 구조로 하고 내부 온도를 낮추는 설비를 갖춘다.

문제 11

위험물제조소의 설비 가운데 정전기가 발생할 우려가 있는 것에는 정전기를 유효하게 제거할 수 있는 설비를 갖추어야 한다. 위험물안전관리법령이 정한 정전기 제거 방법 3가지를 쓰시오.

정답 및 해설

① 접지에 의한 방법

② 공기 중의 상대습도를 70 % 이상으로 하는 방법

③ 공기를 이온화하는 방법


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4(제조소 기준)에 따라 정전기가 생길 우려가 있는 설비에는 다음 방법 중 하나로 정전기를 없애는 설비를 둔다.

  • 접지에 의한 방법은 설비를 도선으로 대지에 이어 쌓인 전하를 땅으로 흘려보낸다.
  • 상대습도를 70 % 이상으로 하는 방법은 물체 표면에 수분막을 만들어 전하가 새어 나가게 한다.
  • 공기를 이온화하는 방법은 제전기로 만든 양·음이온으로 대전된 전하를 중화한다.

혼동 주의: 유속 제한이나 제전복 착용은 실무 대책일 뿐 법령이 정한 세 가지 방법에는 들지 않는다.

문제 12

24-3

그림은 가로로 뉘어 설치한 타원형 탱크다. 공간용적을 내용적의 100분의 5로 잡을 때, 이 탱크의 용량은 몇 m3 인가?

2 m1.5 m0.3 m2 m0.3 m

정답 및 해설

4.92 m3


[해설]

탱크 용량 = 내용적 − 공간용적이다. 가로로 누운 타원형 탱크의 내용적은 양 끝 경판을 제 길이의 1/3로 환산해 구한다.

V = πab/4 × (l + (l1+l2)/3)
= π×2×1.5/4 × (2 + 0.6/3)
= 2.356 × 2.2 ≈ 5.18 m3

공간용적이 내용적의 5/100이므로 용량은 내용적의 95 %다.
5.18 × 0.95 ≈ 4.92 m3

혼동 주의: 타원 단면적은 두 지름을 곱해 4로 나눈 πab/4다. 지름을 반지름 자리에 넣으면 값이 4배로 커진다.

문제 13

24-3

제2종 분말소화약제로 쓰이는 탄산수소칼륨에 관하여 다음 물음에 답하시오. (단, 계산은 1기압·100 ∘C^\circ\mathrm{C} 를 기준으로 한다.)

(1) 1차 분해반응식을 세우시오.

(2) 탄산수소칼륨 100 kg 이 모두 분해될 때 생기는 이산화탄소는 몇 m3 인지 구하시오.

정답 및 해설

(1) 2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

(2) 15.3 m3


[해설]

(1) 탄산수소칼륨은 190 ∘C^\circ\mathrm{C} 부근에서 1차 분해되어 탄산칼륨·이산화탄소·물이 된다.

2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

온도가 더 올라 590 ∘C^\circ\mathrm{C} 를 넘으면 2차 분해가 일어나 2KHCO3→K2O+2CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2O + 2CO_2 + H_2O} 로 간다. 이산화탄소가 두 배로 나오므로 어느 쪽을 묻는지 반드시 확인해야 한다.

(2) 먼저 탄산수소칼륨의 분자량을 구한다.

KHCO3=39+1+12+(16×3)=100\mathrm{KHCO_3} = 39 + 1 + 12 + (16 \times 3) = 100

분자량이 100 이므로 100 kg 은 곧 1 kmol 이다. 1차 분해식에서 KHCO3\mathrm{KHCO_3} 2몰마다 CO2\mathrm{CO_2} 1몰이 나오므로

nCO2=1×12=0.5 kmoln_{\mathrm{CO_2}} = 1 \times \dfrac{1}{2} = 0.5\ \mathrm{kmol}

이다. 표준상태가 아니라 100 ∘C^\circ\mathrm{C} 이므로 22.4 를 곱하지 말고 이상기체 상태방정식을 쓴다. 기체상수를 0.082 atm⋅m3/(kmol⋅K)0.082\ \mathrm{atm \cdot m^3 /(kmol \cdot K)} 로 잡고 T=273+100=373 KT = 273 + 100 = 373\ \mathrm{K} 를 대입하면

V=nRTP=0.5×0.082×3731=15.3 m3V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.5 \times 0.082 \times 373}{1} = \mathbf{15.3}\ \mathrm{m^3}

가 된다. 몰수 대신 질량 22 kg 을 구해 V=wRTPMV = \dfrac{wRT}{PM} 에 넣어도 같은 값이 나온다.

분말소화약제는 종별로 주성분과 색이 다르다.

종별주성분착색적응 화재
제1종탄산수소나트륨 NaHCO3\mathrm{NaHCO_3}백색B·C급
제2종탄산수소칼륨 KHCO3\mathrm{KHCO_3}담회색B·C급
제3종제일인산암모늄 NH4H2PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4}담홍색A·B·C급
제4종탄산수소칼륨 + 요소회색B·C급

제2종은 칼륨 이온의 부촉매 효과가 나트륨보다 커서 제1종보다 소화력이 약 2배 좋다고 본다. 다만 유일하게 A급(일반화재)까지 듣는 것은 제3종뿐이다.

문제 14

24-3

옥외탱크저장소는 저장·취급하는 위험물의 최대수량에 따라 옥외저장탱크의 측면으로부터 일정 너비의 공지를 확보해야 한다. 다음 각 경우에 두어야 할 보유공지의 너비를 쓰시오.

(1) 제4류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

(2) 제5류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

(3) 제6류 위험물을 지정수량의 3,500배 저장하는 경우

정답 및 해설

(1) 15 m 이상

(2) 15 m 이상

(3) 5 m 이상


[해설]

보유공지는 불이 옆으로 번지지 않도록 탱크 둘레에 비워 두는 땅이다. 저장량이 많을수록 넓어진다.

저장·취급하는 위험물의 최대수량공지의 너비
지정수량의 500배 이하3 m 이상
지정수량의 500배 초과 1,000배 이하5 m 이상
지정수량의 1,000배 초과 2,000배 이하9 m 이상
지정수량의 2,000배 초과 3,000배 이하12 m 이상
지정수량의 3,000배 초과 4,000배 이하15 m 이상
지정수량의 4,000배 초과탱크의 지름과 높이 가운데 큰 값 이상(최소 15 m, 최대 30 m)

3,500배는 3,000배 초과 4,000배 이하 구간에 든다. 이 표는 유별을 가리지 않으므로 제4류와 제5류는 그대로 15 m 이상이다.

다만 제6류 위험물에는 완화 규정이 있다. 산화성 액체인 제6류는 스스로 타지 않아 화재 확대 위험이 작으므로 위 표의 13\dfrac{1}{3} 이상으로 줄일 수 있고, 그렇게 줄이더라도 1.5 m 이상은 확보해야 한다.

15×13=5 m15 \times \dfrac{1}{3} = \mathbf{5}\ \mathrm{m} 이상

5 m 는 1.5 m 를 넘으므로 그대로 답이 된다. 제6류 탱크를 같은 장소에 둘 이상 인접해 설치하는 경우에는 여기서 다시 13\dfrac{1}{3} 로 줄일 수 있으며, 이때도 하한은 1.5 m 다.

이 밖에 지정수량 4,000배를 넘는 탱크의 공지를 탱크 지름·높이로 정하는 것은, 그 정도 규모에서는 배수보다 탱크 자체의 크기가 화재 영향 범위를 더 잘 나타내기 때문이다.

문제 15

24-3

다음은 제3류 위험물의 품명이다. 각 품명에 정해진 지정수량은 얼마인지 답하시오.

(1) 알칼리금속

(2) 유기금속화합물

(3) 금속의 수소화물

(4) 금속의 인화물

(5) 알루미늄의 탄화물

정답 및 해설

(1) 50 kg

(2) 50 kg

(3) 300 kg

(4) 300 kg

(5) 300 kg


[해설]

제3류 위험물(자연발화성 물질 및 금수성 물질)의 지정수량은 10 · 20 · 50 · 300 kg 네 단계로만 나뉜다. 위험한 순서대로 값이 작아진다고 보면 된다.

지정수량품명
10 kg칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬
20 kg황린
50 kg알칼리금속(칼륨·나트륨 제외) 및 알칼리토금속, 유기금속화합물(알킬알루미늄·알킬리튬 제외)
300 kg금속의 수소화물, 금속의 인화물, 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물, 그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것(염소화규소화합물)

이 문제의 함정은 50 kg 짜리 두 품명에 붙은 괄호 단서다. 칼륨과 나트륨도 알칼리금속이지만 이들은 따로 떼어 10 kg 으로 정해져 있어, “알칼리금속”이라는 품명이 가리키는 것은 리튬·루비듐·세슘 등 나머지다. 마찬가지로 알킬알루미늄·알킬리튬도 유기금속화합물의 일종이지만 10 kg 으로 따로 나가 있다.

300 kg 무리는 모두 물과 만나 가연성 가스를 내는 금수성 물질이다. 금속의 수소화물은 수소를, 금속의 인화물은 포스핀을, 탄화물은 아세틸렌이나 메테인을 내놓는다. 화재에 물을 쓸 수 없으므로 마른모래·팽창질석·팽창진주암이나 탄산수소염류 분말소화약제로 덮어 끈다.

품명은 법령의 표현대로 “금속의 수소화물”·“금속의 인화물”·“칼슘 또는 알루미늄의 탄화물”이며, 교재에 따라 “금속수소화합물”처럼 줄여 쓰기도 하지만 같은 것을 가리킨다.

문제 16

24-3

위험물안전관리에 관한 세부기준은 이동탱크저장소의 외부를 유별에 따라 정해진 색으로 칠하도록 하고 있다. 아래 표의 빈칸 ①~⑤를 채우시오.

유별도장의 색상
제1류 위험물( ① )
제2류 위험물( ② )
제3류 위험물( ③ )
제5류 위험물( ④ )
제6류 위험물( ⑤ )

[비고] 탱크의 옆면과 뒷면을 뺀 면적의 40 % 이내는 그 유별의 색상이 아닌 다른 색으로 칠할 수 있다. 제4류 위험물은 색상 제한이 없으나 적색을 권장한다.

정답 및 해설

① 회색

② 적색

③ 청색

④ 황색

⑤ 청색


[해설]

이동탱크저장소는 도로를 달리는 탱크로리이므로, 사고가 났을 때 겉색만 보고도 무엇을 실었는지 알 수 있어야 한다. 그래서 위험물안전관리에 관한 세부기준이 유별 도장 색상을 정해 두었다.

유별도장의 색상
제1류 (산화성 고체)회색
제2류 (가연성 고체)적색
제3류 (자연발화성·금수성 물질)청색
제4류 (인화성 액체)제한 없음 (적색 권장)
제5류 (자기반응성 물질)황색
제6류 (산화성 액체)청색

외울 때는 유별 번호와 색을 짝지어 1 회색 · 2 적색 · 3 청색 · 5 황색 · 6 청색 으로 읊으면 된다. 헷갈리기 쉬운 두 곳만 붙잡아 두자. 제3류와 제6류가 똑같이 청색이고, 제4류만 색상 제한이 없다는 점이다. 제4류는 실제로 가장 많이 운반되는 유별이라 색을 강제하지 않고 적색을 권장하는 데 그친다.

비고의 40 % 규정은 회사 상호나 도안을 넣을 수 있게 열어 둔 여지다. 다만 옆면과 뒷면은 다른 차량 운전자가 가장 먼저 보는 면이라 이 계산에서 빼고, 지정된 색을 온전히 유지해야 한다.

문제 17

24-3

제6류 위험물인 과산화수소에 관하여 다음 반응식을 각각 세우시오.

(1) 스스로 분해되면서 산소를 내놓는 반응

(2) 하이드라진과 만나 질소와 물이 생기는 반응

정답 및 해설

(1) 2H2O2→2H2O+O2\mathrm{2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}

(2) N2H4+2H2O2→N2+4H2O\mathrm{N_2H_4 + 2H_2O_2 \rightarrow N_2 + 4H_2O}


[해설]

과산화수소는 제6류 위험물(산화성 액체)이며, O–O 결합이 약해 빛·열·촉매를 만나면 물과 산소로 쉽게 분해된다.
2H2O2 → 2H2O + O2

강한 환원제인 하이드라진과 만나면 격렬히 반응해 질소와 물만 남긴다.
N2H4 + 2H2O2 → N2 + 4H2O

반응식의 원자 수는 양변 모두 N 2개·H 8개·O 4개로 맞는다. 분해할 때 생기는 산소 때문에 용기가 터질 수 있어 마개에 통기 구멍을 낸 용기에 저장한다.

문제 18

다음은 위험물안전관리법령이 정한 제4류 위험물 품명의 정의이다. 빈칸 ① ~ ⑰ 에 들어갈 용어 또는 수치를 각각 쓰시오.

· “특수인화물”이라 함은 ( ① ), 다이에틸에터 그 밖에 1기압에서 ( ② )이 섭씨 ( ③ )도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 ( ④ )도 이하이고 비점이 섭씨 ( ⑤ )도 이하인 것을 말한다.

· “제1석유류”라 함은 아세톤, 휘발유 그 밖에 ( ⑥ )기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑦ )도 미만인 것을 말한다.

· “제2석유류”라 함은 등유, 경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑧ )도 이상 섭씨 ( ⑨ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품에 있어서 가연성 액체량이 ( ⑩ ) 중량퍼센트 이하이면서 인화점이 섭씨 ( ⑪ )도 이상인 동시에 연소점이 섭씨 ( ⑫ )도 이상인 것은 제외한다.

· “제3석유류”라 함은 ( ⑬ ), ( ⑭ ) 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑮ )도 이상 섭씨 ( ⑯ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품은 가연성 액체량이 ( ⑰ ) 중량퍼센트 이하인 것은 제외한다.

정답 및 해설

① 이황화탄소
② 발화점
③ 100
④ 20
⑤ 40

⑥ 1
⑦ 21

⑧ 21
⑨ 70
⑩ 40
⑪ 40
⑫ 60

⑬ 중유
⑭ 크레오소트유
⑮ 70
⑯ 200
⑰ 40


[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제4류 품명을 1기압에서의 인화점으로 나누며, 경계는 21 – 70 – 200 ℃다. 특수인화물에만 발화점·비점 조건이 따로 붙는다.

  • 특수인화물은 이황화탄소·다이에틸에터 외에 발화점 100 ℃ 이하이거나, 인화점 영하 20 ℃ 이하이면서 비점 40 ℃ 이하인 것이다.
  • 제1석유류는 아세톤·휘발유 외에 1기압에서 인화점이 21 ℃ 미만인 것이다.
  • 제2석유류는 인화점 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만이며, 가연성 액체량 40 중량% 이하이면서 인화점 40 ℃ 이상·연소점 60 ℃ 이상인 도료류 등은 뺀다.
  • 제3석유류는 중유·크레오소트유 외에 인화점 70 ℃ 이상 200 ℃ 미만이며, 가연성 액체량 40 중량% 이하인 도료류 등은 뺀다.

혼동 주의: 특수인화물의 두 조건은 '또는'이라 하나만 맞아도 된다. 제외 단서의 인화점·연소점 조건은 제2석유류에만 붙는다.

문제 19

24-3

아래 표는 위험물안전관리법령이 정한 제2류 위험물(성질: 가연성 고체)의 품명과 지정수량을 옮겨 적은 것인데, 잘못 적힌 곳이 섞여 있다. 틀린 부분을 모두 찾아 바르게 고치시오.

번호품명지정수량
1황화인100 kg
2황린100 kg
3황100 kg
4철분500 kg
5금속분500 kg
6마그네슘500 kg
7·8그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것 / 제1호부터 제7호까지의 어느 하나 이상을 함유한 것100 kg 또는 500 kg
9인화성 고체500 kg
정답 및 해설

① 황린 → 적린

② 인화성 고체의 지정수량 500 kg → 1,000 kg


[해설]

제2류 위험물의 품명과 지정수량을 바르게 옮기면 다음과 같다.

번호품명지정수량
1황화인100 kg
2적린100 kg
3황100 kg
4철분500 kg
5금속분500 kg
6마그네슘500 kg
7·8그 밖에 행정안전부령으로 정하는 것 / 제1호부터 제7호까지의 어느 하나 이상을 함유한 것100 kg 또는 500 kg
9인화성 고체1,000 kg

틀린 곳 ① — 황린: 황린은 공기 중에서 저절로 불이 붙는 제3류 위험물(자연발화성 물질), 지정수량 20 kg 이므로 제2류 표에 들어올 수 없다. 그 자리에 들어갈 품명은 적린이다. 적린과 황린은 같은 인의 동소체지만, 적린은 발화점이 260 ∘C^\circ\mathrm{C} 로 높은 안정한 가연성 고체이고 황린은 발화점이 34 ∘C^\circ\mathrm{C} 에 지나지 않아 물속에 넣어 보관한다.

틀린 곳 ② — 인화성 고체: 제2류의 지정수량은 100 kg 과 500 kg 두 가지뿐인 것으로 외우기 쉬운데, 인화성 고체만 1,000 kg 으로 따로 정해져 있다. 인화성 고체는 고형 알코올처럼 인화점이 40 ∘C^\circ\mathrm{C} 미만인 고체를 말한다.

정리하면 제2류의 지정수량은 가루가 아닌 것(황화인·적린·황) 100 kg, 가루·금속 계열(철분·금속분·마그네슘) 500 kg, 인화성 고체 1,000 kg 의 세 단계다. 참고로 철분은 53 μm\mu\mathrm{m} 표준체를 통과하는 것이 50 중량퍼센트 미만이면, 마그네슘은 지름 2 mm 이상의 막대 모양이거나 2 mm 체를 통과하지 못하는 덩어리면 위험물에서 제외된다.

문제 20

위험물제조소는 다음 시설로부터 일정한 거리 이상을 두어야 한다. 위험물안전관리법령이 정한 안전거리를 각각 쓰시오.

(1) 사용전압 30,000 V 인 특고압가공전선

(2) 사용전압 35,000 V 를 초과하는 특고압가공전선

(3) 학교

(4) 병원

(5) 주택

(6) 지정문화유산·천연기념물 등

정답 및 해설

(1) 3 m 이상

(2) 5 m 이상

(3) 30 m 이상

(4) 30 m 이상

(5) 10 m 이상

(6) 50 m 이상


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 제조소 외벽에서 대상 시설까지 안전거리를 둔다. 사람이 많이 모이거나 되돌릴 수 없는 피해가 날 곳일수록 거리가 멀다.

  • 30,000 V 특고압가공전선은 7,000 V 초과 35,000 V 이하 구간이라 3 m 이상이다.
  • 35,000 V를 넘는 특고압가공전선은 5 m 이상이다.
  • 학교·병원은 많은 사람을 수용하는 시설이라 30 m 이상이다.
  • 주택은 주거용 건축물이라 10 m 이상이며, 같은 부지 안의 사택 등은 제외한다.
  • 지정문화유산·천연기념물 등은 피해를 되돌릴 수 없어 가장 먼 50 m 이상이다.

혼동 주의: 고압가스·액화석유가스·도시가스 시설은 20 m 이상이다. 제6류 위험물만 취급하는 제조소에는 안전거리 규정이 적용되지 않는다.