2024년 위험물산업기사실기 2회 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

물에는 녹지 않고 이황화탄소에는 녹으며 연소 시 오산화인(P₂O₅)을 내는 물질은 황린이다. 그래서 황린은 물속(약알칼리성 물)에 저장한다.

황린은 수산화칼륨 같은 강알칼리 수용액과 반응하면 불균화하여 포스핀(PH₃)을 발생시키고, 이 포스핀의 완전연소반응식은
$\mathrm{2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O}$

황린은 옥내저장소 바닥면적 1,000㎡ 이하 특례가 적용되는 품목이며, 지정수량 20kg으로 위험등급 I에 해당한다.

[해설]

두 탱크는 각각 양쪽이 볼록한 가로형과 윗면이 반구형인 세로형 원통형 탱크로, 세로형은 볼록부를 빼고 원통부만 내용적으로 인정하는 것이 갈림길이다.

(1) 반지름 r=30cm=0.3m, 원통부 l=250cm=2.5m, 볼록부 각 0.3m이므로
$V=\pi r^2\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)=\pi\times0.3^2\times\left(2.5+\dfrac{0.3+0.3}{3}\right)$
$\approx0.76\,\mathrm{m^3}=763{,}407.01\,\mathrm{cm^3}$

(2) 세로형은 원통부의 내용적만 계산하므로 반지름 0.6m, 높이 2.5m를 대입해
$V=\pi r^2 h=\pi\times0.6^2\times2.5\approx2.83\,\mathrm{m^3}=2{,}827{,}433.39\,\mathrm{cm^3}$
위쪽 반구 부피를 더하면 오답이 된다.

[해설]

증기비중은 그 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값이다.

피리딘 C₅H₅N의 분자량
$12\times5+1\times5+14=79$
증기비중
$\dfrac{79}{29}\approx2.72$

피리딘은 벤젠 고리의 CH 하나가 N으로 바뀐 구조로 물에 잘 섞이는 수용성 제1석유류이며, 증기비중이 1보다 크므로 누설 시 증기가 바닥에 깔린다.

[해설]

적린·황화인·황은 모두 제2류 위험물이면서 지정수량이 나란히 100kg이라 서로 같다.

나머지 보기는 철분 500kg(제2류), 알칼리토금속 50kg(제3류), 황린 20kg(제3류), 브롬산염류 300kg(제1류), 과염소산 300kg(제6류)으로 갈린다.

브롬산염류와 과염소산도 300kg으로 값은 같지만 두 가지뿐이므로, 세 가지를 요구하는 이 문제의 답은 100kg으로 묶이는 제2류 세 품명이 된다.

[해설]

정전기 재해를 막는 방법은 발생한 전하를 빨리 흘려보내거나 중화시키는 쪽으로 정리된다.

• 설비를 접지하여 대전된 전하를 대지로 흘려보낸다.
• 공기 중 상대습도를 70% 이상으로 유지해 전하가 표면으로 누설되도록 한다.
• 공기를 이온화하여 대전된 전하를 중화시킨다.

[해설]

제1류 위험물은 산화성고체로 정의되므로, 산소를 포함한다(②)와 상온에서 고체다(⑤)만 항상 참이다.

제1류는 대부분 무기화합물이라 탄소가 없는 것이 많고(① 오답), 그 자체는 불연성이며 남을 태우는 산소공급원 역할을 하고(③ 오답), 물과 반응하는 것은 무기과산화물 등 일부에 한정된다(④ 오답).

[해설]

제조소의 보유공지는 취급하는 위험물의 지정수량 배수가 10배 이하이면 3m 이상, 10배를 초과하면 5m 이상이다.

아세톤은 수용성 제1석유류로 지정수량 400L이므로 $400\div400=1$배, 즉 10배 이하라 3m다.

시안화수소(제1석유류 수용성 400L) 250배, 톨루엔(제1석유류 비수용성 200L) 75배, 메탄올(알코올류 400L) 20배, 클로로벤젠(제2석유류 비수용성 1,000L) 15배로 나머지는 모두 10배를 넘어 5m가 된다.

[해설]

소화설비의 능력단위는 용량별로 정해진 표값이고, 소요단위는 건축물은 연면적으로, 위험물은 지정수량 배수로 산정한다.

소화전용물통 8L가 0.3단위, 수조(소화전용물통 3개 포함) 80L가 1.5단위, 수조(소화전용물통 6개 포함) 190L가 2.5단위다.

내화구조 벽으로 된 제조소는 연면적 100㎡가 1소요단위이므로
$200\div100=2$소요단위

위험물은 지정수량의 10배가 1소요단위이고 과산화수소의 지정수량은 300kg이므로
$\dfrac{6{,}000}{300\times10}=2$소요단위

①: 제2류, 제3류, 제4류, 제5류 위험물
②: 제1류, 제3류, 제6류 위험물
③: 제1류, 제2류, 제5류, 제6류 위험물
④: 제1류, 제6류 위험물
⑤: 제1류, 제3류, 제6류 위험물
⑥: 제2류, 제3류, 제4류, 제5류 위험물

[해설]

운반 시 혼재가 허용되는 조합은 1-6, 2-4, 2-5, 3-4, 4-5 다섯 가지뿐이고, 그 밖은 모두 혼재 불가다.

즉 제1류는 제6류와만, 제6류는 제1류와만 실을 수 있고, 제3류는 제4류와만 가능하다.

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

㉠ 불활성가스 소화설비: ②, ④ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제4류 위험물)

㉡ 옥외소화전설비: ②, ③, ⑤, ⑥ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제3류 위험물(금수성 물질 제외), 제5류 위험물, 제6류 위험물)

㉢ 포소화설비: ②, ③, ④, ⑤, ⑥ (제2류 위험물 중 인화성 고체, 제3류 위험물(금수성 물질 제외), 제4류 위험물, 제5류 위험물, 제6류 위험물)

[해설]

불활성가스 소화설비는 질식소화 방식이라 제2류 중 인화성 고체와 제4류 위험물에만 적응성이 있다.

옥외소화전설비는 물 주수 방식이므로 제4류 위험물에는 적응성이 없고, 제2류 중 인화성 고체·제3류(금수성 물질 제외)·제5류·제6류에 적응성이 있다.

포소화설비는 냉각과 질식을 함께 하므로 제4류까지 포함해 적응 범위가 가장 넓다. 제1류 중 알칼리금속의 과산화물과 제3류 금수성 물질은 물·포와 반응하므로 세 설비 모두 적응성이 없다.

①: 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의
②: 화기엄금, 공기접촉엄금
③: 화기엄금, 충격주의

[해설]

알칼리금속의 과산화물은 제1류 공통 표시(화기·충격주의, 가연물 접촉주의)에 물기엄금이 더 붙는다.

제3류는 자연발화성 물질이면 화기엄금 및 공기접촉엄금, 금수성 물질이면 물기엄금을 표시한다.

제5류는 자기반응성 물질이므로 화기엄금 및 충격주의를 함께 표시한다.

①: 샐
②: 50m
③: 정전기
④: 200L
⑤: 23mm
⑥: 0.3MPa

[해설]

이동탱크저장소 주입설비 기준(시행규칙 별표10)
· 위험물이 샐 우려가 없고 화재예방상 안전한 구조로 할 것
· 주입설비의 길이는 50m 이내로 하고, 끝부분에 축적되는 정전기를 제거하는 장치를 설치할 것
· 분당 배출량은 200L 이하로 할 것
· 주입호스는 내경 23mm 이상, 0.3MPa 이상의 압력에 견딜 수 있는 것으로 하고 필요 이상으로 길게 하지 말 것

[해설]

방유제 용량은 탱크가 하나인 때와 둘 이상인 때로 나뉘지만 비율은 모두 110% 이상으로 같고, 기준이 되는 탱크만 달라진다.

• 탱크가 하나인 때: 그 탱크 용량의 110% 이상
• 탱크가 2기 이상인 때: 용량이 최대인 탱크 용량의 110% 이상
• 높이는 0.5m 이상 3m 이하, 두께 0.2m 이상, 지하매설깊이 1m 이상
• 면적은 80,000㎡ 이하

2기 이상일 때 탱크 용량을 모두 더한 값의 110%로 계산하면 오답이 되니 주의한다.

[해설]

질산에스터류는 알코올의 -OH가 질산과 결합한 -O-NO₂ 구조를 가진 품명이라, 보기 중에서는 나이트로글리세린만 해당한다. 과산화벤조일은 유기과산화물이고 트라이나이트로톨루엔·트라이나이트로페놀·다이나이트로벤젠은 나이트로화합물이다.

상온에서 액체이면서 응고점이 약 13℃여서 겨울철에 동결하는 물질도 나이트로글리세린이며, 동결된 것은 충격에 더 민감해 위험하다.

분해폭발반응식
$\mathrm{4C_3H_5(ONO_2)_3 \rightarrow 12CO_2 + 10H_2O + 6N_2 + O_2}$

[해설]

아이소프로필알코올을 산화시켜 얻는 제1석유류이면서 아이오딘폼 반응을 하는 물질은 아세톤(CH₃COCH₃)이다.

아이오딘폼 반응은 아세틸기(CH₃CO-)를 가진 물질이 아이오딘·염기와 반응하는 정성반응으로, 침전물은 아이오딘폼(CHI₃)이다.

이 침전은 특유의 냄새가 나는 노란색이어서, 반응 후의 색을 묻는 물음의 답도 노란색이 된다.

①: 제3류 위험물
②: 300kg
③: Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃
④: 포스핀(인화수소)

[해설]

인화칼슘은 제3류 금속의 인화물로 지정수량 300kg인 금수성 물질이다.

물과 반응하면 수산화칼슘과 함께 맹독성·가연성 가스인 포스핀(PH₃)이 생기므로 주수소화를 금하고 마른모래 등으로 질식소화한다.

[해설]

오황화인(P₂S₅)은 물과 반응해 황화수소(H₂S)와 인산(H₃PO₄)으로 분해되며, 이때 나온 황화수소가 가연성·유독성 기체다.

물과의 반응식
$\mathrm{P_2S_5 + 8H_2O \rightarrow 5H_2S + 2H_3PO_4}$

황화수소의 완전연소반응식 — 황이 이산화황(SO₂)까지 산화된다.
$\mathrm{2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O}$

[해설]

항공기 주유취급소는 일반 주유취급소 기준을 준용하되 항공기의 특수성을 고려한 특례가 인정되는 시설이다.

항공기 연료탱크에 직접 주유하기 위한 주유설비를 갖춘 이동탱크저장소는 주유탱크차이며, 비행장에서 항공기 또는 비행장 소속 차량에 주유하는 주유취급소에는 특례를 적용할 수 있다.

㉠ 주유호스 끝부분을 급유구에 긴밀히 결합할 것, ㉡ 전용탱크 등의 배관 외의 것을 통해 위험물을 주입하지 않을 것, ㉢ 정전기 방지를 위해 주유설비를 항공기와 전기적으로 결합할 것은 모두 규정에 있는 내용이므로 셋 다 O다.

이황화탄소 → 아세톤 → 메탄올 → 아닐린 → 글리세린

[해설]

인화점: 이황화탄소 약 영하 30℃, 아세톤 약 영하 18℃, 메탄올 약 11℃, 아닐린 약 70℃, 글리세린 약 160℃

특수인화물(이황화탄소) → 제1석유류(아세톤) → 알코올류(메탄올) → 제3석유류(아닐린·글리세린) 순이며, 같은 제3석유류 안에서는 아닐린이 글리세린보다 낮다.

[해설]

세 물질 모두 제1류 산화성고체로, 가열하면 분자 속 산소가 O₂ 기체로 방출된다. 반응 전후 원자 수를 맞춘 계수가 채점 포인트다.

① $\mathrm{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2}$
② $\mathrm{2KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2}$
③ $\mathrm{2K_2O_2 \rightarrow 2K_2O + O_2}$

특히 과산화칼륨은 과산화 결합(-O-O-)이 끊어지며 산소를 내놓는 전형적인 무기과산화물 분해 반응이라는 점에서 나머지 두 반응과 구분된다.