2019년 위험물산업기사실기 3회 기출문제 정답·해설 페이지

표면연소: ① 나트륨, ④ 금속분
증발연소: ③ 에탄올, ⑤ 다이에틸에터(디에틸에테르)
자기연소: ② TNT, ⑥ 피크르산

[해설]

표면연소: 가연물 표면에서 산소와 직접 반응해 불꽃 없이 타는 형태 — 나트륨·금속분·목탄·코크스

증발연소: 액체가 증발한 증기 또는 저융점 고체가 녹아 증발한 증기가 타는 형태 — 에탄올·다이에틸에터·황·나프탈렌

자기연소: 분자 내에 산소를 함유해 외부 산소 없이도 타는 형태 — 제5류 위험물인 TNT·피크르산·나이트로셀룰로스

[해설]

증기비중은 어떤 기체의 분자량을 공기의 평균분자량으로 나눈 값으로, 그 값이 1보다 크면 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉽다는 위험성 판단 근거가 된다.

톨루엔(C₆H₅CH₃)의 분자량은 $12\times7+1\times8=92$로 92g/mol이며, $\dfrac{92}{28.84}=3.19$로 계산된다.

분자량을 원소 개수(C 7개, H 8개)로부터 정확히 산출하는 것이 채점 포인트이며, 공기 평균분자량 값을 문제에서 제시하지 않으면 통상 29를 사용한다는 점도 알아둘 필요가 있다.

[해설]

과산화나트륨(Na₂O₂)은 제1류 무기과산화물로 열분해되면 산화나트륨과 산소를 방출하고, 이산화탄소와 접촉해도 산소를 발생시키므로 CO₂ 소화기 사용이 금지된다.

①: $\mathrm{2Na_2O_2 \rightarrow 2Na_2O + O_2}$
②: $\mathrm{2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2}$

②의 반응이 CO₂ 소화기를 사용할 수 없는 근거이며, 생성물이 탄산나트륨(Na₂CO₃)과 산소라는 점이 채점 포인트다.

[해설]

주유취급소의 '주유 중 엔진정지' 게시판 규격과 색상은 위험물안전관리법 시행규칙의 표지·게시판 기준에 따라 정해져 있다.

• 규격: 한 변의 길이 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이 0.6m 이상인 직사각형
• 색상: 황색바탕에 흑색문자

화기엄금·물기엄금 등 다른 위험물 게시판은 적색바탕·청색바탕 등 색상이 다르므로 이 게시판만 황색바탕이라는 점을 혼동하지 않아야 한다.

①: 1,000m² (1000m²)
②: 2,000m² (2000m²)
③: 1,000m² (1000m²)

[해설]

바닥면적 1,000m² 이하 대상
· 제1류 중 아염소산염류·염소산염류(염소산칼륨 등)·과염소산염류·무기과산화물(지정수량 50kg)
· 제3류 중 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬(10kg) 및 황린
· 제4류 중 특수인화물·제1석유류·알코올류
· 제5류 중 유기과산화물·질산에스터류(10kg)
· 제6류 위험물

위 이외의 위험물(제2석유류·제3석유류 등)을 저장하는 창고는 2,000m² 이하로 한다.

초산에틸 → 메탄올 → 니트로벤젠 → 에틸렌글리콜

[해설]

인화점: 초산에틸 약 영하 3℃, 메탄올 약 11℃, 니트로벤젠 약 88℃, 에틸렌글리콜 약 111℃

제1석유류(초산에틸) → 알코올류(메탄올) → 제3석유류(니트로벤젠·에틸렌글리콜) 순이다.

①: 10 ②: 10 ③: 10 ④: 알킬리튬 ⑤: 황린 ⑥: 50 ⑦: 50

→ 지정수량 10kg: 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬 / 20kg: 황린 / 50kg: 알칼리금속(칼륨 및 나트륨 제외) 및 알칼리토금속, 유기금속화합물(알킬알루미늄 및 알킬리튬 제외)

[해설]

지정수량 10kg인 4품명(칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬)과 20kg인 황린까지가 위험등급 I이다.

50kg은 알칼리금속·알칼리토금속과 유기금속화합물이고, 300kg은 금속의 수소화물·금속의 인화물·칼슘 또는 알루미늄의 탄화물이다.

[해설]

알칼리금속의 과산화물(무기과산화물)은 물과 반응해 발열하며 산소를 방출하고, 빛에 의해서도 분해가 촉진되므로 운반 시 차광성 피복과 방수성 피복을 모두 덮어야 한다.

제1류 위험물 전체가 아니라 알칼리금속의 과산화물 또는 이를 함유한 것에 한정된다는 점이 채점 포인트이며, 그 밖의 제1류 위험물은 차광성 피복만 하면 된다.

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

[해설]

담황색 주상결정, 분자량 227, 융점 81℃라는 특징은 트리나이트로톨루엔(TNT)의 성상과 일치하므로, 품명은 제5류 나이트로화합물이고 지정수량은 2024.7.30 시행령 개정에 따라 위험성시험 결과별로 제1종 10kg·제2종 100kg이다.

제조과정은 톨루엔에 진한 질산을 진한 황산 촉매 하에 반응시키는 '나이트로화 반응'으로, 벤젠고리에 나이트로기(-NO₂) 3개가 도입되어 트리나이트로톨루엔이 생성된다.

$\mathrm{C_6H_5CH_3 + 3HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_6H_2CH_3(NO_2)_3 + 3H_2O}$

'나이트로화 반응'이라는 용어와 촉매로 황산이 사용된다는 점을 반드시 써야 하며, 개정 전 수량(200kg)을 그대로 쓰면 오답이 된다.

①: (C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆
②: $\frac{228}{114} \times 3 \times 22.4 = 134.4$ → 134.4L

[해설]

트리에틸알루미늄 분자량 = (12 × 2 + 1 × 5) × 3 + 27 = 114 g/mol이므로 228 ÷ 114 = 2 mol이다.

반응식에서 트리에틸알루미늄 1mol이 물과 반응하면 가연성 가스인 에탄(C₂H₆)이 3mol 발생하므로, 2mol 반응 시 에탄 6mol 발생.

표준상태에서 기체 1mol의 부피는 22.4L이므로 에탄 6mol의 부피는 22.4 × 6 = 134.4 L이다.

①: 30 (30℃ 이하)
②: 15 (15℃ 이하)
③: 40 (40℃ 이하)
④: 40 (40℃ 이하)
⑤: 30 (30℃ 이하)

[해설]

압력탱크 외의 탱크에 저장할 때는 산화프로필렌(및 이를 함유한 것)과 다이에틸에터 등은 30℃ 이하, 아세트알데하이드(및 이를 함유한 것)는 15℃ 이하로 유지한다.

압력탱크에 저장하는 아세트알데하이드 등·다이에틸에터 등은 종류에 관계없이 40℃ 이하로 유지한다.

끓는점이 21℃로 가장 낮은 아세트알데하이드만 15℃ 이하로 더 낮게 잡는다고 외우면 헷갈리지 않는다.

[해설]

제6류 위험물(산화성액체)의 위험성을 판정하는 연소시간 측정시험은 표준물질과 시험물질을 각각 목분과 혼합해 연소시간을 비교하는 방식이다.

이때 표준물질로 질산 90% 수용액을, 가연물로 목분을 사용하며, 두 물질을 모두 답해야 정답으로 인정된다.

[해설]

제3종 분말소화약제의 주성분인 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)은 약 190℃ 부근에서 1차 열분해되어 오르토인산(H₃PO₄)과 암모니아(NH₃)를 생성한다.

$\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow H_3PO_4 + NH_3}$

생성된 인산은 온도가 더 올라가면 메타인산(HPO₃)으로 추가 분해되고, 이 메타인산이 가연물 표면에 유리질 피막을 만들어 산소를 차단하는 방진(질식) 효과를 낸다. 제3종만 A급 화재에 유효한 이유가 여기에 있다.