2023년 위험물산업기사실기 4회 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

탄화칼슘이 물과 반응하면 아세틸렌(C₂H₂)이 생기므로, 이 아세틸렌을 완전연소시키는 데 필요한 산소를 몰비로 구한 뒤 표준상태 부피로 환산한다.

$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$
탄화칼슘의 분자량은 40+12×2=64이므로
$\dfrac{32\,\mathrm{g}}{64\,\mathrm{g/mol}}=0.5\,\mathrm{mol}$
이고, 아세틸렌도 같은 0.5mol이 생성된다.

$\mathrm{2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O}$
아세틸렌 1mol당 산소 2.5mol이 필요하므로
$0.5\,\mathrm{mol}\times2.5=1.25\,\mathrm{mol}$
$1.25\,\mathrm{mol}\times22.4\,\mathrm{L/mol}=28\,\mathrm{L}$

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

① 건성유: 아마인유, 들기름, 동유

② 반건성유: 쌀겨유, 면실유(목화씨유)

③ 불건성유: 야자유, 땅콩유, 올리브유, 피마자유

※ 기어유·실린더유는 동식물유류가 아닌 제4석유류 → 해당없음

[해설]

요오드값은 유지 100g에 부가되는 아이오딘의 g수로, 클수록 불포화도가 높아 산화·자연발화 위험이 크다.

· 건성유(130 이상): 아마인유·들기름·동유·정어리유
· 반건성유(100~130): 쌀겨유(미강유)·면실유(목화씨유)·참기름
· 불건성유(100 이하): 야자유·땅콩유(낙화생유)·올리브유·피마자유

기어유·실린더유는 광물성 기름이므로 제4석유류다.

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: 팽창질석, ②: 건조사

[해설]

나트륨은 제3류 위험물(금수성물질)로 물·포소화설비는 물과 반응해 수소를 발생시켜 폭발 위험이 있어 부적응이다. 불활성가스(이산화탄소)는 나트륨과 반응해 탄소를 유리시키고, 인산염류 분말도 적응성이 없다.

금수성물질에 적응성이 있는 것은 팽창질석·팽창진주암, 건조사(마른 모래) 등 질식·피복 소화 약제와 탄산수소염류 분말소화설비이다.

[해설]

히드록실아민등을 취급하는 제조소는 일반 제조소와 달리 지정수량 배수의 세제곱근에 비례하는 별도 공식으로 안전거리를 산정한다.

히드록실아민 지정수량 100kg 기준으로 1톤(1,000kg)은 배수 N=10이 되고, 안전거리 공식 $D=51.1\times\sqrt[3]{N}$에 대입하면
$D=51.1\times\sqrt[3]{10}=51.1\times2.154\approx110.09\,\mathrm{m}$

주의사항 표지는 화기엄금 계열과 같이 적색바탕 백색문자로 하고, 폭발 시 충격을 분산시키는 토제(둑)의 경사면은 60도 미만으로 완만하게 만들어야 한다.

[해설]

할로겐화물소화설비의 소화약제는 전통적인 할론 계열(하론2402·하론1211·하론1301)과 뒤에 추가된 청정소화약제(HFC-23, HFC-125 등)로 나뉜다.

①은 설비 종류를 한정하지 않았으므로 두 계열 중 아무 3가지를 골라 답하면 되고, ② 인화성고체 저장소에 전역방출방식으로 설치하는 경우에도 하론2402·하론1211·하론1301 중 1가지를 쓰면 된다.

반면 이동식 할로겐화물소화설비는 할론2402·할론1211·할론1301 세 가지에 한해서만 사용이 허용되고 청정소화약제는 쓸 수 없다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

아세트알데히드는 중간 산화상태의 알데히드기(-CHO)를 가지고 있어 산화되면 카복실산(초산)이 되고 환원되면 알코올(에틸알코올)이 되는 양쪽 반응이 모두 가능하다.

산화 생성물인 초산의 완전연소 반응식은 $\mathrm{CH_3COOH + 2O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O}$

환원 생성물인 에틸알코올의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C_2H_5OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 3H_2O}$

생성물의 명칭과 그 연소반응식 계수를 함께 맞춰야 감점 없이 채점된다.

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.

[해설]

분자량 32에 로켓 연료로 쓰이는 물질은 하이드라진(N₂H₄)이며, 제4류 위험물 중 수용성 제2석유류로 분류돼 지정수량 2,000L가 적용된다.

연소반응식은 $\mathrm{N_2H_4 + O_2 \rightarrow N_2 + 2H_2O}$로, 산소와 반응해 질소와 물만 생성하는 것이 특징이다.

강력한 환원성과 낮은 분자량 때문에 로켓 추진제로 활용되지만, 위험물 분류상으로는 제2석유류(수용성)라는 품명을 정확히 답해야 한다.

①: 23.4m³ 이상
②: 23.4m³ 이상
③: 39m³ 이상
④: 39m³ 이상

[해설]

옥내소화전 수원의 양 = 가장 많이 설치된 층의 옥내소화전 개수(최대 5개) × 7.8m³

· 최다 설치층이 3개인 경우: 3 × 7.8 = 23.4m³
· 최다 설치층이 6개인 경우: 5개로 산정하여 5 × 7.8 = 39m³
다른 층의 설치 개수는 계산에 영향을 주지 않는다.

[해설]

소화설비의 적응성은 물계(냉각소화)와 가스계(질식소화)의 원리 차이에서 갈리는데, 옥외소화전·포소화설비는 물을 기반으로 하고 불활성기체소화설비는 산소를 차단하는 방식이다.

제4류 위험물(④)은 물을 뿌리면 유면이 퍼져 화재가 번질 수 있어 옥외소화전에는 부적응이지만, 유막을 덮어 질식소화하는 포소화설비와 가스계 설비에는 적응한다는 차이가 핵심이다.

[해설]

제1류(질산칼륨)와 제6류(과염소산)는 스스로 연소하지 않는 산화성 물질이라 연소생성물 자체가 없고, 나머지는 가연성 금속·비금속이 산소와 반응해 산화물을 만든다.

마그네슘은 $\mathrm{2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO}$로 산화마그네슘을, 황은 $\mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2}$로 이산화황을 생성한다.

황린은 $\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$로 오산화인(P₂O₅)의 흰 연기를 내며 타는데, 발화점이 34℃로 낮아 이렇게 쉽게 타기 때문에 물속에 저장한다.

[해설]

지정수량 50L·증기비중 2.6·물보다 무겁고 수조에 저장하는 비수용성 제4류 위험물은 이황화탄소(CS₂)이며, 물속에 저장하는 특례 덕분에 일부 기준의 적용이 면제된다.

연소반응식은 $\mathrm{CS_2 + 3O_2 \rightarrow CO_2 + 2SO_2}$로, 황 2개가 모두 이산화황으로 산화된다.

이황화탄소를 벽·바닥 두께 0.2m 이상의 철근콘크리트 수조에 저장하는 경우 통기관과 자동계량장치는 설치하지 않아도 되고 보유공지도 생략할 수 있으므로, ㉡ '보유공지는 있어야 한다'가 틀린 서술이다.

[해설]

아세톤은 카보닐기(C=O)를 가진 제1석유류(수용성) 위험물로, 수용성이어서 지정수량이 400L다(같은 제1석유류라도 비수용성은 200L).

증기비중은 $\dfrac{\text{분자량}}{29}$이며, 아세톤의 분자량 58을 대입하면
$\dfrac{58}{29}=2$

시성식 CH₃COCH₃에서 분자량 58이 바로 나오므로, 품명·지정수량·증기비중을 하나의 흐름으로 이어서 답할 수 있다.

①: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
②: 가연물 접촉주의
③: 위험등급 I(1등급)

[해설]

농도 36wt% 미만이면 위험물에서 제외되는 제6류 위험물은 과산화수소다.

· 분해하면 물과 산소를 내므로 이산화망가니즈 등 촉매·직사광선을 피하고, 분해 방지 안정제(인산·요산)를 넣는다.
· 제6류 위험물의 운반용기 외부 표시 주의사항은 '가연물 접촉주의' 하나뿐이다.
· 제6류는 모두 위험등급 I이다.

[해설]

50만L 이상의 옥외탱크저장소는 설치 전에 구조·설비의 안전성을 미리 확인받아야 하므로 검토 → 허가 → 검사의 순서로 절차가 진행된다.

먼저 기술검토를 거친 뒤 설치허가를 받고, 탱크 제작 단계에서 탱크안전성능검사를 받으며, 탱크가 완성되면 완공검사를 실시해 합격하면 완공검사합격확인증을 발급받아야 실제 사용이 가능하다.

기술검토는 한국소방산업기술원에 위탁되어 있으며, 신청 시 위험물탱크의 기초·지반, 탱크 본체, 소화설비에 관한 사항을 확인한다.

[해설]

아염소산나트륨·염소산나트륨·과염소산나트륨은 모두 제1류 위험물로, 강산화제이므로 가열하면 분해되어 조연성인 산소를 방출한다.

• $\mathrm{NaClO_2 \rightarrow NaCl + O_2}$
• $\mathrm{2NaClO_3 \rightarrow 2NaCl + 3O_2}$
• $\mathrm{NaClO_4 \rightarrow NaCl + 2O_2}$

염소의 산화수가 높을수록(+3→+5→+7) 분해 시 방출되는 산소 몰수도 함께 커지는 경향을 보인다.