2019년 위험물산업기사실기 1회 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

압력탱크 외의 옥외저장탱크에 저장하는 특수인화물의 저장온도는 물질에 따라 30℃ 이하와 15℃ 이하로 갈린다.

다이에틸에터와 산화프로필렌은 30℃ 이하이고, 아세트알데하이드만 비점이 21℃로 낮고 산화·중합 반응성이 커 더 엄격한 15℃ 이하로 유지해야 한다.

같은 물질이라도 압력탱크에 저장하면 세 물질 모두 40℃ 이하가 적용되므로, 탱크 종류부터 확인하고 답을 골라야 한다.

①: 제4류, 제5류 위험물
②: 제2류, 제3류, 제5류 위험물
③: 제1류 위험물

[해설]

운반 시 혼재가 허용되는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5 다섯 가지뿐이다.

따라서 제2류는 제4·5류, 제4류는 제2·3·5류, 제6류는 제1류하고만 함께 실을 수 있다.

지정수량의 10분의 1 이하로 수납한 위험물에는 이 기준을 적용하지 않는다.

[해설]

인화점이 11℃이면서 흡입 시 시신경을 마비시켜 실명을 일으키는 물질은 메틸알코올(CH₃OH)이다. 체내에서 폼알데하이드·폼산으로 대사되면서 시신경을 손상시키는 것이 독성의 기전이다.

품명은 알코올류이고 지정수량은 400L다. 알코올류는 다른 석유류와 달리 수용성·비수용성을 나누지 않고 400L 하나로 적용된다.

인화점이 13℃인 에틸알코올과 자주 짝지어 출제되므로, 인화점 수치(11℃ vs 13℃)와 독성 유무로 두 물질을 갈라내야 한다.

P₄ + 5O₂ → 2P₂O₅

[해설]

황린(P₄)은 발화점이 34℃로 낮아 공기 중에서 자연발화하는 제3류 위험물(자연발화성 물질)이며, 이 때문에 pH 9 정도의 물속에 저장한다.

연소하면 흰 연기 형태의 유독한 오산화인(P₂O₅)이 생기고, 반응식은 $\mathrm{P_4} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5}$이다.

황린은 P가 아니라 P₄ 분자로 존재한다는 점을 놓치면 계수가 어긋난다. P 4개와 O 10개를 좌우로 맞추면 산소 5분자·오산화인 2분자가 나온다.

[해설]

할로젠화합물 소화설비 분사헤드의 방사압력은 사용하는 약제의 증기압과 물성에 따라 다르게 규정되어 있다.

하론 2402는 0.1MPa 이상, 하론 1211은 0.2MPa 이상, 하론 1301은 0.9MPa 이상이다. 상온에서 액체인 2402가 가장 낮고, 비점이 −57℃로 기화가 쉬운 1301이 가장 높은 압력을 요구한다는 순서로 외우면 세 수치가 뒤섞이지 않는다.

①: 3 ②: 5 ③: 9 ④: 12 ⑤: 15
⑥: 당해 탱크의 수평단면의 최대지름(가로형인 경우에는 긴 변)과 높이 중 큰 것과 같은 거리 이상(다만, 30m 초과의 경우에는 30m 이상으로 할 수 있고, 15m 미만의 경우에는 15m 이상으로 하여야 한다)

[해설]

구간별 공지 너비는 3 → 5 → 9 → 12 → 15m로, 500배·1,000배·2,000배·3,000배·4,000배가 경계다.

4,000배를 초과하면 고정값이 아니라 탱크 크기로 정한다 — 수평단면의 최대지름과 높이 중 큰 값 이상, 다만 상한 30m·하한 15m로 제한한다.

①: CH₃CHO(아세트알데하이드)

②: 분자량 = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = $\frac{44}{28.84}$ = 1.526(≒1.53)

③: 40℃ 이하

[해설]

에틸렌을 CuCl₂·PdCl₂ 촉매로 산화(Wacker법)시키면 아세트알데하이드(CH₃CHO)가 생성된다. 인화점 -39℃, 비점 21℃의 제4류 특수인화물이다.

증기비중 = 분자량 ÷ 공기 평균분자량(28.84 ≒ 29)이므로 44 ÷ 28.84 ≒ 1.53이다.

아세트알데하이드등·다이에틸에터등을 이동탱크저장소에 저장할 때는 보냉장치가 있으면 비점 이하, 보냉장치가 없으면 40℃ 이하를 유지해야 한다.

[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.

784L

[해설]

발생 기체의 부피는 몰수 비례 관계와 표준상태 기체 몰부피(22.4L/mol)로 구한다. 반응식 우변의 H₂O·N₂·O₂가 모두 기체이므로 계수의 합 4+2+1=7몰이 질산암모늄 2몰당 발생량이다.

질산암모늄의 분자량은 80g/mol이므로
$\dfrac{800\,\mathrm{g}}{80\,\mathrm{g/mol}} = 10\,\mathrm{mol}$
$10 \times \dfrac{7}{2} = 35\,\mathrm{mol}$

여기에 몰부피를 곱하면 $35\,\mathrm{mol} \times 22.4\,\mathrm{L/mol} = 784\,\mathrm{L}$다. 물이 수증기(기체)로 나온다는 표시(↑)를 놓치고 4H₂O를 빼면 답이 448L로 어긋나므로 주의해야 한다.

[해설]

옥내탱크저장소의 밸브 없는 통기관은 배출되는 인화성 증기가 건물 안이나 인접 부지로 흘러들지 않도록 끝부분의 위치를 규정하고 있다.

통기관 끝부분은 건축물의 창·출입구 등 개구부로부터 1m 이상 떨어진 옥외에, 지면으로부터 4m 이상의 높이로 설치해야 한다.

여기에 더해 인화점이 40℃ 미만인 위험물의 탱크라면 부지경계선으로부터 1.5m 이상의 거리를 추가로 확보해야 한다는 단서가 채점 포인트다.

P₄S₃, P₂S₅, P₄S₇

[해설]

황화인은 제2류 위험물(가연성고체)의 한 품명으로, 인(P)과 황(S)의 결합비에 따라 삼황화인·오황화인·칠황화인 세 가지 화학식이 존재한다.

명칭의 숫자(삼·오·칠)는 황(S) 원자 수를 가리키며 삼황화인 $\mathrm{P_4S_3}$, 오황화인 $\mathrm{P_2S_5}$, 칠황화인 $\mathrm{P_4S_7}$으로, 인(P) 원자 수는 규칙적이지 않으므로 화학식 자체를 그대로 암기해야 한다.

세 물질 모두 지정수량은 100kg이며, 오황화인·칠황화인은 물과 반응해 유독한 황화수소(H₂S)와 인산(H₃PO₄)을 발생시키므로 주수소화가 금지된다는 점도 함께 묻는다.

[해설]

지정수량 배수의 합은 각 위험물의 저장량을 해당 품명의 지정수량으로 나눈 값을 모두 더해 구하며, 이는 지정수량 이상 취급 여부를 판단하는 기준이 된다.

$\dfrac{100}{100}+\dfrac{500}{500}+\dfrac{600}{300}=1+1+2=4$

황의 지정수량 100kg, 철분 500kg뿐 아니라 질산염류의 지정수량이 300kg임을 정확히 아는 것이 계산의 핵심이다.

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

[해설]

인화알루미늄(AlP)은 제3류 금수성물질로 물과 접촉하면 맹독성 가스인 포스핀(인화수소)을 발생시키므로 저장·운반 시 방수성 조치가 필수다.

$\mathrm{AlP + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + PH_3}$

생성물이 PH₃(포스핀)이라는 점과 물 계수 3을 빠뜨리지 않는 것이 채점 포인트다.

[해설]

탄화칼슘(카바이드, CaC₂)은 제3류 위험물(칼슘의 탄화물)로 물과 반응해 가연성 기체인 아세틸렌을 발생시키고, 이 아세틸렌은 산소와 반응하여 완전연소한다.

①: $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$
②: $\mathrm{2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O}$

②는 산소가 $\dfrac{5}{2}$가 되는 분수 계수를 피하려고 전체를 2배 한 것으로, 정수 계수로 맞추는 것이 채점 포인트다.