[위험물산업기사 실기] 2. 위험물 성상·물성·식별 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

증기비중은 해당 물질의 분자량을 공기의 평균분자량(28.84)으로 나눈 값이므로 물질마다 분자량만 대입하면 된다.

$\mathrm{CS_2}:\ \dfrac{76}{28.84}=2.64,\quad \mathrm{CH_3CHO}:\ \dfrac{44}{28.84}=1.53,\quad \mathrm{C_6H_6}:\ \dfrac{78}{28.84}=2.71$

증기비중이 1보다 크면 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하므로, 세 물질 모두 바닥 쪽 환기에 유의해야 하는 위험물임을 알 수 있다.

[해설]

인화점 21℃ 이상 70℃ 미만은 제2석유류의 기준이므로, 제2석유류 중 수용성인 것을 고르면 된다.

• 아세트산(초산) — 인화점 약 40℃, 물에 잘 녹는 제2석유류 수용성이다.
• 포름산(의산) — 인화점 약 69℃, 역시 제2석유류 수용성이다.

메틸알코올은 인화점 약 11℃인 알코올류이고, 글리세린(수용성)과 나이트로벤젠(비수용성)은 인화점 70℃ 이상인 제3석유류라 제외된다.

[해설]

크실렌은 벤젠 고리에 메틸기 2개가 붙은 물질이다. 두 메틸기의 상대적 위치에 따라 이성질체가 3가지로 나뉜다.

• o-크실렌 — 두 메틸기가 바로 옆 자리에 붙은 오르토(ortho)형이다.
• m-크실렌 — 두 메틸기가 한 칸 건너 붙은 메타(meta)형이다.
• p-크실렌 — 두 메틸기가 고리 정반대 자리에 붙은 파라(para)형이다.

외우는 요령: 가까운 자리부터 오·메·파 순서이며, 치환기가 2개인 벤젠 유도체에는 모두 같은 명명법을 쓴다.

[해설]

인화점은 특수인화물 < 제1석유류 < 제2석유류 < 제3석유류 순으로 높아진다. 그래서 품명 분류만 알아도 순서가 정해진다.

• 이황화탄소는 특수인화물로 약 -30℃이며 가장 낮다.
• 초산에틸은 제1석유류로 약 -4℃이다.
• 클로로벤젠은 제2석유류로 약 32℃이다.
• 글리세린은 제3석유류로 약 160℃이며 가장 높다.

외우는 요령: 수치를 잊어도 석유류 등급 순서로 배열하면 답이 같다.

[해설]

담황색 결정, 분자량 227, 폭약 원료라는 단서는 트리니트로톨루엔(TNT)을 가리킨다.

• 화학식 — 톨루엔 고리의 수소 3개가 니트로기로 바뀐 C₆H₂CH₃(NO₂)₃이다.
• 지정수량 — 제5류 니트로화합물이므로 현행 제1종 10kg·제2종 100kg이다.
• 제조 — 톨루엔에 질산과 황산(탈수·촉매 역할)을 가해 니트로화한다.

혼동 주의: 같은 니트로화합물인 트리니트로페놀(피크르산)은 톨루엔이 아니라 페놀을 니트로화해 만든다.

[해설]

시성식은 분자식에서 관능기를 드러내 쓴 식이므로, 물질마다 어떤 작용기가 붙었는지부터 떠올린다.

• 아세톤 — 케톤기(-CO-) 양쪽에 메틸기: CH₃COCH₃.
• 의산 — 가장 간단한 카복실산: HCOOH.
• 트라이나이트로페놀 — 페놀에 나이트로기 3개: C₆H₂OH(NO₂)₃.
• 초산에틸 — 아세트산과 에탄올의 에스터: CH₃COOC₂H₅.
• 아닐린 — 벤젠고리에 아미노기: C₆H₅NH₂.

혼동 주의: 트라이나이트로페놀(피크르산)은 하이드록시기(OH)를 빠뜨려 트라이나이트로톨루엔과 섞어 쓰기 쉽다.

[해설]

분자량 34에 표백·살균작용을 하고 일정 농도 이상만 위험물로 보는 물질은 제6류 과산화수소(H₂O₂)다. 농도가 36중량% 이상일 때만 위험물이다.

분해하면 물과 산소가 생기고, 이 산소가 주변 가연물의 연소를 돕는다.
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

제6류는 스스로 타지 않는 산화성 액체라 제조소 게시판 주의사항이 없다. 혼동 주의: '가연물 접촉주의'는 운반용기 외부 표시이고 제조소 게시판 표시가 아니다.

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 제2석유류를 등유, 경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것으로 정한다.

• 등유·경유 예시 — 정의에 직접 적힌 대표 품목이라 옳다.
• 도료류 제외 — 가연성 액체량 40중량% 이하, 인화점 40℃ 이상, 연소점 60℃ 이상인 것은 제외한다는 단서라 옳다.

중유·클레오소트유와 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만은 제3석유류, 인화점 200℃ 이상 250℃ 미만은 제4석유류의 설명이다.

[해설]

분자량 78이고 수소첨가 시 시클로헥산이 되는 물질은 벤젠(C₆H₆)이다. 제4류 제1석유류 비수용성이므로 위험등급 II다.

• 위험물안전카드 — 제4류 중 특수인화물과 제1석유류를 운송할 때는 휴대해야 하므로 벤젠은 휴대 대상이다.
• 운전자 2명 — 장거리 운송 시 2명 이상을 두는 규정은 특수인화물을 제외한 제4류에는 적용되지 않아서, 벤젠은 1명이어도 된다.

혼동 주의: 같은 제4류라도 디에틸에테르 같은 특수인화물은 장거리 운송 시 운전자가 2명 이상 필요하다.

[해설]

보기 중 연소범위가 가장 넓은 물질은 다이에틸에터이고, 연소범위는 1.9~48%이다.

위험도는 연소범위의 폭(상한 − 하한)을 하한값으로 나눈 값이다.

H = (U − L) ÷ L = (48 − 1.9) ÷ 1.9
H = 24.26

혼동 주의: 나머지 보기 물질(아세톤·메틸에틸케톤·메탄올·톨루엔)은 연소범위 폭이 이보다 훨씬 좁다.

[해설]

갈색병에 보관하고 단백질을 노랗게 만드는 크산토프로테인 반응을 보이는 제6류 위험물은 질산(HNO₃)이다.

• 지정수량 — 제6류 산화성 액체는 모두 300kg이다.
• 위험등급 — 제6류는 전부 I등급이다.
• 분류 조건 — 질산은 비중 1.49 이상인 것만 위험물로 본다.
• 분해 생성물 — 빛을 받으면 적갈색 기체인 이산화질소(NO₂)가 생긴다.

분해반응식:
4HNO₃ → 4NO₂ + 2H₂O + O₂

혼동 주의: 과산화수소는 농도 36wt% 이상이 위험물이고, 비중 기준은 질산에만 붙는다.

[해설]

제1류 위험물은 산화성고체이다. 자신은 타지 않고 산소를 내놓아 다른 물질이 타도록 돕는다.

• 무기화합물 — 염소산염류·과염소산염류·질산염류처럼 대부분 금속의 무기염이다.
• 산화체 — 가열하거나 충격을 주면 분해되면서 산소를 내놓는 산화제다.
• 고체 — 분류 이름대로 상온에서 고체 상태다.

혼동 주의: 유기화합물이면서 인화점이 낮은 것은 제4류 인화성액체의 특징이다.

[해설]

제1석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 미만인 액체이다.

• 아세톤 — 인화점 약 -18℃로 보기 중 가장 낮고, 시성식은 CH₃COCH₃이다.
• 메틸에틸케톤 — 인화점 약 -9℃로 제1석유류에 속한다.

클로로벤젠(약 32℃)은 제2석유류, 아닐린(약 70℃)은 제3석유류이다. 메탄올은 인화점이 약 11℃이지만 석유류가 아닌 알코올류로 따로 분류된다.

[해설]

제4류 특수인화물 중 물속에 저장하는 위험물은 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)로, 가연성 증기 발생을 막기 위해 물속에 보관한다.

연소 시 $\mathrm{CS_2} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{SO_2}$ 반응으로 유독한 이산화황($\mathrm{SO_2}$)이 발생하며, 증기비중은 분자량 76을 공기 평균분자량 28.84로 나눈 2.64이다.

옥외저장탱크에 물속 저장 방식으로 저장할 경우 철근콘크리트 수조 두께 0.2m 이상을 확보해야 한다.

[해설]

희석해도 순수 질산의 질량은 변하지 않는다는 물질수지로 푼다.

희석 전 용액 질량과 순수 질산량:
100mL × 1.51 = 151g
151g × 0.98 = 147.98g

희석 후 농도식:
147.98 / (151 + x) = 0.68
151 + x = 217.62
x = 66.62g

혼동 주의: 희석 후의 비중 1.41은 질량 기준 계산에 쓰이지 않는다.

[해설]

원소의 질량 백분율은 원자량 × 원자 수 ÷ 분자량 × 100으로 구한다.

NH₄NO₃에는 질소 원자가 2개 들어 있다.
(14 × 2) ÷ 80 × 100 = 35wt%

수소 원자는 4개 들어 있다.
(1 × 4) ÷ 80 × 100 = 5wt%

검산: 산소는 (16 × 3) ÷ 80 × 100 = 60wt%이고, 세 원소를 더하면 100%가 된다.

[해설]

이소프로필알코올(2차 알코올)을 산화하면 케톤인 아세톤(CH₃COCH₃)이 되고, 이 물질은 인화점 약 -18℃인 제1석유류이다.

아세톤처럼 CH₃CO- 구조를 가진 물질에 아이오딘과 수산화나트륨을 넣으면 아이오딘포름(CHI₃)이 생긴다. 아이오딘포름은 특유의 냄새가 나는 노란색 침전으로, 이 침전이 생기면 양성으로 판정한다.

[해설]

이상기체상태방정식 PV = (w/M)RT를 부피 V에 대해 정리해 푼다. 이황화탄소(CS₂)의 분자량은 76이다.

질량은 g으로, 온도는 K로 바꿔 넣는다(5kg = 5000g, 50℃ = 323K).
V = wRT ÷ PM
V = 5000 × 0.082 × 323 ÷ (1 × 76)
V = 1742.5L = 1.74m³

R = 0.082 atm·L/(mol·K)을 쓰면 답이 L 단위로 나온다. 1,000으로 나눠 m³로 바꾼다.

[해설]

물에 녹으려면 물과 수소결합할 수 있는 극성 작용기가 있어야 한다.

• 아세트알데하이드 — 알데하이드기(-CHO)가 있어 물과 잘 섞인다.
• 아세톤 — 카보닐기(C=O)의 극성 때문에 물과 어떤 비율로도 섞인다.
• 메틸알코올 — 하이드록시기(-OH)가 있고 탄소 수가 적어 잘 녹는다.

휘발유·벤젠·톨루엔·클로로벤젠은 극성이 거의 없는 탄화수소 골격이라 비수용성이다. 제4류는 석유류의 지정수량을 수용성·비수용성으로 나누어 정하므로 함께 외워 둔다.

[해설]

물과는 반응하지 않고 공기 중에서 저절로 불붙어 흰 연기(오산화인)를 내는 제3류 위험물은 황린(P₄)이다. 공기와 닿지 않게 물속에 저장한다.

위험물안전관리법 시행규칙에 따르면 황린·칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬 등을 저장하는 옥내저장소 창고는 바닥면적이 1,000m² 이하여야 한다.

황린이 수산화칼륨 같은 강알칼리 용액과 반응하면 맹독성 기체인 포스핀(PH₃)이 생긴다.
P₄ + 3KOH + 3H₂O → PH₃ + 3KH₂PO₂

혼동 주의: 같은 제3류라도 위에 적은 품목이 아니면 바닥면적 기준은 2,000m² 이하다.

[해설]

이상기체 상태방정식 $PV = nRT$로 부피를 구하려면 먼저 질량을 분자량으로 나눠 몰수를 확정해야 한다.

벤젠 16g을 분자량 78로 나누면
$n = \dfrac{16}{78} \approx 0.2051\ \mathrm{mol}$

$R = 0.082\ \mathrm{atm \cdot L/(mol \cdot K)}$, $T = 363\ \mathrm{K}$, $P = 1\ \mathrm{atm}$을 대입하면
$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{0.2051 \times 0.082 \times 363}{1} \approx 6.11\ \mathrm{L}$

온도는 반드시 절대온도(K)로 바꿔 대입해야 하며, 90℃를 그대로 넣으면 값이 크게 틀어진다.

[해설]

분자량 27, 끓는점 26℃, 맹독성이라는 세 단서가 동시에 가리키는 제4류 위험물은 시안화수소(HCN)다.

시안화수소는 인화점이 약 -18℃로 낮고 물에 잘 녹아 위험물안전관리법상 제1석유류(수용성)로 분류되며, 끓는점이 낮아 상온에서도 증기가 쉽게 발생해 화재와 중독 위험이 함께 따른다.

증기비중은 공기의 평균분자량 28.84에 대한 비이므로
$\dfrac{27}{28.84} \approx 0.936$
1보다 작아, 제4류 위험물로는 드물게 증기가 공기보다 가볍다.

[해설]

극성이 작아 물과 섞이지 않는 물질이 비수용성이다.

• 이황화탄소 — 무극성이고 물보다 무거워, 가연성 증기를 막으려고 물속(수조)에 저장한다.
• 스틸렌 — 벤젠고리를 가진 방향족 탄화수소라 물에 녹지 않는다.
• 클로로벤젠 — 방향족 할로젠화합물로 물에 거의 녹지 않는다.

아세트알데하이드와 아세톤은 극성인 카보닐기가 있어 수용성이므로 제외한다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준에 나오는 인화점 측정방법은 시료를 얼마나 넣는지와 시료컵이 닫혀 있는지로 구별한다.

• 신속평형법 — 설정온도로 맞춘 시료컵에 시료를 2mL만 넣고 곧바로 뚜껑과 개폐기를 닫는다.
• 태그밀폐식 — 시료 50cm³를 넣고 표면 기포를 없앤 뒤 뚜껑을 덮는 밀폐식이다.
• 클리브랜드 개방컵 — 뚜껑 없이 표선까지 채우고, 직경 4mm로 맞춘 시험불꽃을 액면 위로 지나가게 한다.

외우는 요령: 2mL는 신속평형법, 50cm³는 태그밀폐식, 표선까지 채우는 개방컵은 클리브랜드다.

[해설]

인화점 -37℃, 분자량 58, 수용성이고 구리·은·수은·마그네슘과 폭발성 아세틸라이드를 만드는 물질은 산화프로필렌(CH₃CHOCH₂)이다.

산화프로필렌은 인화점이 -20℃ 이하인 특수인화물이라 지정수량이 50L이다. 탱크 안에 공기가 차 있으면 증기가 공기와 폭발성 혼합기를 이루므로, 불연성 가스(N₂)나 수증기를 봉입해 공기를 몰아낸다.

혼동 주의: 같은 이유로 아세트알데하이드 저장·취급설비에도 구리·은·수은·마그네슘과 그 합금을 쓰지 않는다.

[해설]

넷 다 제4류 위험물이고, 품명과 인화점 수치를 알면 순서가 정해진다.

• 다이에틸에터 — 특수인화물, 인화점 약 -45℃로 가장 낮다.
• 산화프로필렌 — 특수인화물, 인화점 약 -37℃.
• 이황화탄소 — 특수인화물, 인화점 약 -30℃.
• 아세톤 — 제1석유류, 인화점 약 -18℃로 넷 중 가장 높다.

외우는 요령: 특수인화물 셋이 앞에 오고 제1석유류인 아세톤이 맨 뒤에 온다.

[해설]

인화점 순서는 제4류 위험물 품명 순서(특수인화물 → 제1석유류 → 알코올류 → 제3석유류)와 그대로 겹친다.

• 이황화탄소 — 특수인화물로 인화점이 약 -30℃여서 넷 중 가장 낮다.
• 아세톤 — 제1석유류로 인화점이 약 -18℃이다.
• 메틸알코올 — 알코올류로 인화점이 약 11℃이다.
• 아닐린 — 제3석유류로 인화점이 약 70℃여서 넷 중 가장 높다.

외우는 요령: 품명 서열만 알면 수치를 몰라도 순서를 댈 수 있다.

[해설]

제4류 위험물은 품명을 수용성·비수용성으로 나눠 지정수량을 달리 정하므로, 물질마다 어느 쪽인지 외워 둬야 한다.

• 시안화수소 — 제1석유류 수용성으로, 물과 잘 섞인다.
• 아세톤 — 제1석유류 수용성으로, 물과 어떤 비율로든 섞인다.
• 글리세린 — 제3석유류 수용성으로, 하이드록시기(-OH)가 3개다.
• 히드라진 — 제2석유류 수용성으로, 물과 수소결합을 이룬다.

혼동 주의: 클로로벤젠은 제2석유류 비수용성이라 답에서 빠진다.

[해설]

트라이나이트로톨루엔(TNT)은 톨루엔의 벤젠 고리에 메틸기(-CH₃) 1개와 나이트로기(-NO₂) 3개가 치환된 구조이며, 치환 위치(2,4,6번)가 이 화합물의 명칭과 폭발성을 결정한다.

제조는 톨루엔을 진한 황산 촉매 하에 질산(HNO₃)으로 나이트로화하는 반응이며, 나이트로기 3개를 도입하려면 질산 3몰이 필요하고 부산물로 물이 생성된다.

$\mathrm{C_6H_5CH_3 + 3HNO_3 \rightarrow C_6H_2CH_3(NO_2)_3 + 3H_2O}$
좌우 수소·질소·산소 원자 수를 맞추면 질산과 물의 계수가 모두 3으로 정해진다.

[해설]

황화인은 제2류 위험물(가연성 고체)이고, 이름 앞의 숫자가 황(S) 원자 수를 뜻한다.

• 삼황화인 — P₄S₃, 인 4개에 황 3개가 붙는다.
• 오황화인 — P₂S₅, 인 2개에 황 5개가 붙는다.
• 칠황화인 — P₄S₇, 인 4개에 황 7개가 붙는다.

혼동 주의: 오황화인만 인이 2개이고, 삼황화인과 칠황화인은 인이 4개다.

[해설]

아이오딘포름 반응을 하고 산화하면 아세트알데하이드가 되는 알코올은 에틸알코올(C₂H₅OH)이다. 제4류 위험물 중 알코올류에 속하므로 지정수량은 400L이다.

진한 황산과 함께 두 분자가 탈수 축합하면 특수인화물인 다이에틸에터가 생긴다.
2C₂H₅OH → C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

혼동 주의: 같은 진한 황산 반응이라도 약 140℃에서는 다이에틸에터가 생기고, 약 160~170℃에서는 에틸렌이 생긴다.

[해설]

연소 형태는 무엇이 타느냐에 따라 나뉜다. 고체 표면이 타면 표면연소, 증기가 타면 증발연소, 분자 속 산소로 타면 자기연소다.

• 표면연소 — 나트륨과 금속분은 고체 표면이 산소와 직접 반응해 탄다.
• 증발연소 — 에탄올과 다이에틸에터는 액체가 증발해 생긴 증기가 탄다.
• 자기연소 — TNT와 피크르산은 제5류 위험물로, 분자 속 나이트로기의 산소로 탄다.

외우는 요령: 제4류 인화성 액체는 대부분 증발연소이고, 제5류 자기반응성 물질은 자기연소다.

[해설]

증기비중은 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 28.84로 나눈 값이다.

증기비중 = 92 ÷ 28.84 ≈ 3.19

값이 1을 넘으므로 톨루엔 증기는 공기에 비해 무거워 바닥이나 피트에 고인다.

[해설]

제4류 위험물은 인화점 구간으로 품명이 갈리므로(제1석유류 21℃ 미만, 제3석유류 70℃ 이상 200℃ 미만), 품명을 먼저 확인하면 순서가 잡힌다.

초산에틸은 제1석유류로 인화점이 약 -4℃라 가장 낮고, 메틸알코올은 알코올류로 11℃여서 그다음이다.

나이트로벤젠은 제3석유류(비수용성)로 약 88℃, 에틸렌글리콜은 제3석유류(수용성)로 약 111℃여서 넷 중 가장 높다.

[해설]

황화인 셋 중 삼황화인만 조해성이 없고, 오황화인과 칠황화인은 조해성이 있다. 조해성은 공기 중 수분을 빨아들여 스스로 녹는 성질이다.

발화점은 삼황화인이 약 100℃로 셋 중 가장 낮다. 완전연소하면 인은 오산화인이 되고 황은 이산화황이 된다.

우변 산소 원자가 2×5 + 3×2 = 16개이므로 O₂ 계수는 8, SO₂ 계수는 3이다.
P₄S₃ + 8O₂ → 2P₂O₅ + 3SO₂

[해설]

분자량 32, 일산화탄소와 수소로 합성, 불꽃이 잘 보이지 않음, 비중 0.79라는 단서는 모두 메탄올(CH₃OH)을 가리킨다. 메탄올은 제4류 위험물 중 알코올류에 속하고, 지정수량은 400 L다.

연소반응식은 탄소·수소·산소 원자 수를 양쪽에서 맞추면 산소 계수 3, 물 계수 4가 된다.
2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

실무 의미: 메탄올은 불꽃이 거의 보이지 않아 불이 난 것을 눈으로 알아채기 어렵다.

[해설]

분자량 100.5, 비중 1.76이고 염소의 산소산 중 가장 강한 산은 과염소산(HClO₄)이며, 산화성 액체인 제6류 위험물이다.

위험물안전관리법 시행규칙상 제6류 위험물을 취급하는 제조소는 안전거리 적용 대상에서 빠지므로, 병원과의 안전거리도 해당없음이다.

보유공지는 지정수량 10배 이하이면 3m 이상, 10배를 넘으면 5m 이상이며 과염소산의 지정수량은 300kg이다.
5000 / 300 ≈ 16.7배 > 10배 → 5m 이상

[해설]

세 물질은 모두 제5류 위험물이고, 기본 골격에 어떤 작용기가 몇 개 붙었는지를 화학식에 그대로 적는다.

• 피크르산 — 벤젠고리의 수소 3개 자리에 -NO₂ 3개, 1개 자리에 -OH가 붙어 C₆H₂(OH)(NO₂)₃이다.
• TNT — 피크르산의 -OH 자리에 메틸기(-CH₃)가 붙어 C₆H₂(CH₃)(NO₂)₃이다.
• 나이트로글리세린 — 글리세린 C₃H₅의 세 탄소에 질산에스터기(-ONO₂)가 하나씩 붙어 C₃H₅(ONO₂)₃이다.

외우는 요령: 벤젠고리에 치환기 4개가 붙으면 남는 수소는 H₂이고, 피크르산과 TNT는 -OH와 -CH₃만 다르다.

[해설]

화학식은 작용기(에스터·나이트릴·알데하이드)와 탄소 수로 읽는다. 다섯 가지 모두 제4류 위험물이므로 해당없음으로 답할 항목은 없다.

• CH₃COOCH₃ — 아세트산과 메탄올의 에스터인 아세트산메틸이다.
• CH₃CN — 메틸기에 나이트릴기(-CN)가 붙은 아세토나이트릴이다.
• CH₃(CH₂)₄CH₃ — 탄소 6개가 곧게 이어진 포화탄화수소인 n-헥산(제1석유류)이다.
• C₆H₅CHO — 벤젠고리에 알데하이드기(-CHO)가 붙은 벤즈알데하이드(제2석유류 비수용성)이다.
• HCOOCH₃ — 폼산과 메탄올의 에스터인 폼산메틸이다.

혼동 주의: 아세트산메틸과 폼산메틸은 에스터를 이루는 산의 탄소 수(CH₃CO- 인지 HCO- 인지)로 구분한다.

[해설]

제4류 위험물의 증기는 대부분 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하고 멀리 흘러가 점화원과 만나므로, '가볍다'는 서술은 '무겁다'로 고쳐야 한다.

인화점과 발화점이 낮을수록 적은 에너지로도 착화되므로 위험도는 높아진다. 따라서 '낮다'로 잘못 진술된 부분은 '높다'로 정정한다.

두 정정 모두 원래 서술과 정반대 방향이라는 점, 즉 증기비중과 위험도 관계를 거꾸로 써 두는 것이 이 유형의 전형적 함정이라는 점을 기억해야 한다.

[해설]

과염소산칼륨(KClO₄)은 가열하면 염화칼륨과 산소로 분해되는데, 이 산소 방출이 산화성 고체로서의 위험성을 보여준다.

$\mathrm{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2}$
좌변의 산소 원자 4개가 우변에서 산소 분자 2개(=원자 4개)로 보존되도록 계수가 맞춰진 결과다.

과염소산칼륨은 제1류 위험물 중 과염소산염류에 속하며, 지정수량이 50kg인 이 품명은 위험등급 I로 분류된다.

[해설]

제2류 위험물 황화인은 인과 황이 결합한 비율에 따라 삼황화인·오황화인·칠황화인으로 나뉜다.

• P₄S₃은 삼황화인이며, 조해성이 없어(비조해성) 습기에 비교적 안정하다.
• 오황화인의 화학식은 P₂S₅이고 조해성이 있다.
• 칠황화인의 화학식은 P₄S₇이고 역시 조해성이 있다.

조해성은 공기 중 수분을 흡수해 스스로 녹는 성질이다. 혼동 주의: 오황화인만 인 2개 기준(P₂S₅)으로 쓰고, 나머지 둘은 P₄로 시작한다.

[해설]

인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 제4류 위험물은 제2석유류이므로, 이 구간에 들면서 물에 잘 섞이는 것만 고르는 문제다.

아세트산(초산)은 인화점 약 40℃, 의산(폼산)은 약 55℃로 모두 제2석유류 범위에 들며, 카르복시기의 극성 때문에 수용성으로 분류된다.

메틸알코올은 인화점 11℃로 구간에 못 미치는 데다 품명이 별도의 알코올류이고, 글리세린(약 160℃)과 나이트로벤젠(약 88℃)은 인화점이 70℃를 넘어 제3석유류이므로 모두 제외된다.

[해설]

분자량이 34이고, 분해 기체를 빼내려고 마개에 구멍을 뚫으며, 인산·요산을 안정제로 쓰는 물질은 제6류 위험물 과산화수소(H₂O₂)다.

분해되면 물과 산소가 생긴다.
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

제6류 위험물은 산화성이 강한 액체라 운반용기 외부에 가연물 접촉주의를 표시한다. 혼동 주의: 과산화수소는 농도가 36중량% 이상일 때만 위험물이다.

[해설]

황린(P₄)은 제3류 자연발화성물질로, 공기를 차단하고 약 260℃로 가열하면 적린으로 바뀐다.

보기 가운데 옳은 설명은 이것 하나다.

• 외관 — 백색~담황색 고체이고 마늘 냄새가 난다.
• 용해성 — 물에는 녹지 않아 물속에 저장하며, 이황화탄소에는 잘 녹는다.
• 증기비중 — 124/29 ≈ 4.3이라 공기에 비해 무겁다.
• 연소 생성물 — 오산화인(P₂O₅)이며, 포스핀은 강알칼리 용액과 반응할 때 나온다.

혼동 주의: 포스핀은 연소가 아닌 알칼리와의 반응 생성물이다.

[해설]

메탄올(CH₃OH)은 에탄올(C₂H₅OH)보다 탄소가 하나 적은 알코올이라 분자 크기에 따른 물성이 작다.

• 분자량은 메탄올 32, 에탄올 46이므로 메탄올이 작다.
• 증기비중은 분자량을 29로 나눈 값이라 메탄올(약 1.1)이 에탄올(약 1.59)보다 작다.
• 끓는점은 메탄올 약 65℃, 에탄올 약 78℃로 메탄올이 작다.
• 발화점은 메탄올이 에탄올보다 높아 메탄올이 크다.
• 연소범위 상한은 메탄올 약 36%, 에탄올 약 19%로 메탄올이 크다.

외우는 요령: 분자량·증기비중·끓는점은 메탄올이 작고, 발화점·연소 상한은 반대로 메탄올이 크다.

[해설]

이상기체 상태방정식 PV = nRT에서 몰수 n = 질량/분자량을 넣고 V에 대해 정리한다.
V = (w/M) × R × T / P

V = (16/78) × 0.082 × (273 + 90) / 1
V ≈ 6.11 L

혼동 주의: 온도는 반드시 절대온도(273+℃)로 바꿔야 한다. 기체상수 0.082는 atm·L 단위일 때의 값이다.

[해설]

물에는 녹지 않지만 공기 중에서 서서히 산화되며 흰 연기(오산화인)를 내는 제3류 위험물은 황린(P₄)이다.

황린은 위험등급 I에 해당하는 물질이라 옥내저장소 저장창고 바닥면적은 1,000㎡ 이하로 제한된다.

황린이 강알칼리 수용액과 반응하면 맹독성·가연성 기체인 $\mathrm{PH_3}$(포스핀)이 발생하므로, 물속 저장 시에도 물이 알칼리성으로 기울지 않도록 관리해야 한다.

[해설]

산화프로필렌(CH₃CHOCH₂, 분자량 58)은 제4류 특수인화물이다. 운반·저장 기준에서는 아세트알데하이드와 함께 아세트알데하이드등으로 묶인다.

• 증기비중 — 58 ÷ 29 = 2이므로 증기가 공기보다 무겁다.
• 저장 온도 — 보냉장치가 없는 이동저장탱크에 아세트알데하이드등을 넣을 때는 40℃ 이하로 유지한다.
• 위험등급 — 특수인화물(지정수량 50L)은 제4류에서 가장 위험하므로 I등급이다.

혼동 주의: 보냉장치가 있는 이동저장탱크라면 기준이 해당 물질의 비점 이하로 바뀐다.

[해설]

증기비중은 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값으로, 세 물질 모두 이 공식에 각 분자량을 대입하면 값이 나온다.

이황화탄소(분자량 76)는 $\dfrac{76}{29} \approx 2.62$, 아세트알데하이드(분자량 44)는 $\dfrac{44}{29} \approx 1.52$, 벤젠(분자량 78)은 $\dfrac{78}{29} \approx 2.69$이다.

모두 증기비중이 1보다 커 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하는 성질을 가지므로 환기 시 주의가 필요하다.

[해설]

다섯 물질은 모두 제5류 위험물(자기반응성물질)이다. 화학식은 모체 분자에 어떤 작용기가 붙었는지로 외운다.

• 아조벤젠 — 페닐기 두 개가 아조기(-N=N-)로 이어진 C₆H₅N=NC₆H₅이다.
• 질산메틸 — 메탄올의 OH가 질산에스터기(-ONO₂)로 바뀐 CH₃ONO₂이다.
• 나이트로글리세린 — 글리세린의 OH 3개가 모두 -ONO₂로 바뀐 C₃H₅(ONO₂)₃이다.
• 트라이나이트로톨루엔 — 톨루엔 고리의 H 3개가 나이트로기(-NO₂)로 바뀐 C₆H₂CH₃(NO₂)₃이다.
• 트라이나이트로페놀 — 페놀 고리의 H 3개가 -NO₂로 바뀐 C₆H₂OH(NO₂)₃이다.

혼동 주의: 질산메틸·나이트로글리세린은 산소를 거쳐 붙은 -ONO₂(질산에스터류)이다. TNT·피크르산은 탄소에 바로 붙은 -NO₂(나이트로화합물)이다.

[해설]

인화점은 벤젠(약 -11℃) < 톨루엔(약 4℃) < 에틸벤젠(약 15℃) < 스티렌(약 32℃) 순이므로, 치환기가 없는 벤젠이 가장 낮고 스티렌이 가장 높다.

벤젠고리에 곁사슬이 붙고 길어질수록 인화점이 올라가는 경향은 있으나, 스티렌은 에틸벤젠보다 분자량이 오히려 작은데도(104 < 106) 인화점은 더 높다.

따라서 분자량 순서로 외우면 에틸벤젠과 스티렌에서 순서가 뒤집히므로, 각 물질의 인화점 실측값을 그대로 기억하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

보기 중 황화인·황·적린은 모두 제2류 위험물이며 지정수량이 100kg으로 서로 같다.

나머지는 지정수량이 제각각이다 — 철분 500kg, 과염소산(제6류)·브롬산염류(제1류) 300kg, 알칼리토금속(제3류) 50kg, 황린(제3류) 20kg.

유별이 아니라 지정수량 숫자로 묶어야 하는 문제이므로, 품명별 지정수량을 유별과 짝지어 외워두어야 한다.

[해설]

능력단위 값은 위험물안전관리법 시행규칙의 소화설비 능력단위표에 정해진 고정값이다.

• 소화전용 물통은 8L가 능력단위 0.3이다.
• 소화전용 물통 3개를 포함한 수조 80L는 능력단위 1.5이다.
• 소화전용 물통 6개를 포함한 수조 190L는 능력단위 2.5이다.

소요단위는 외벽이 내화구조인 제조소는 연면적 100m², 위험물은 지정수량의 10배가 1단위다.

제조소: 200 / 100 = 2 소요단위
과산화수소(지정수량 300kg): 6,000 / (300 × 10) = 2 소요단위

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따라 운반용기 외부 주의사항은 유별과 세부 성질별로 정해져 있다.

• 알칼리금속의 과산화물 — 산화성에 물과 반응하는 성질까지 있어 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의를 모두 적는다.
• 제3류 자연발화성물질 — 공기에 닿기만 해도 발화하므로 화기엄금, 공기접촉엄금을 적는다.
• 제5류 위험물 — 가열·충격으로 스스로 분해·폭발하므로 화기엄금, 충격주의를 적는다.

혼동 주의: 알칼리금속의 과산화물이 아닌 제1류는 물기엄금이 빠진다. 제3류 금수성물질은 물기엄금만 적는다.

[해설]

인화칼슘(Ca₃P₂)은 금속의 인화물로 제3류 위험물이며, 지정수량은 300kg이다.

물과 반응하면 수산화칼슘과 포스핀이 생긴다.
Ca₃P₂ + 6H₂O → 3Ca(OH)₂ + 2PH₃

우변 수소가 Ca(OH)₂ 3분자에 6개, PH₃ 2분자에 6개로 모두 12개이므로 물은 6분자가 필요하다.

포스핀은 불이 붙기 쉽고 독성이 매우 강한 기체라 인화칼슘은 물·산과 닿지 않게 저장한다.

[해설]

과산화벤조일(BPO)은 제5류 유기과산화물이다. 분자 속 과산화결합이 쉽게 끊어지는 것이 위험성의 원인이다.

• 구조 — 벤조일기(C₆H₅CO-) 두 개가 과산화결합(-O-O-)으로 이어진 (C₆H₅CO)₂O₂이다.
• 바닥면적 — 옥내저장소에 유기과산화물 같은 제5류 위험등급 I 물질을 저장할 때 창고 바닥면적은 1,000m² 이하다.
• 위험등급 — 폭발 위험이 큰 유기과산화물이므로 위험등급 I이다.

외우는 요령: 위험등급 I 물질을 두는 옥내저장창고는 1,000m², 그 밖의 위험물은 2,000m² 이하로 짝지어 기억한다.

[해설]

요오드값은 유지 100g에 흡수되는 요오드의 g수로, 값이 클수록 불포화도가 높아 산화·자연발화 위험이 크다.

보기 중 동유·들기름은 요오드값 130 이상으로 건성유에, 야자유·올리브유는 100 미만으로 불건성유에 해당한다.

기어유와 실린더유는 동식물유류가 아닌 광유(鑛油)이므로 애초에 요오드값 분류 대상이 아니라는 점이 함정이다.

[해설]

인화점은 제4류 품명 순서(특수인화물 < 제1석유류 < 제2석유류)로 가늠한다. 제6류인 과염소산은 불연성이라 인화점이 없어 제외한다.

• 아세트알데히드 — 특수인화물이며 약 -38℃로 가장 낮다.
• 벤젠 — 제1석유류이며 약 -11℃이다.
• 니트로셀룰로오스 — 제5류 자기반응성물질이며 약 13℃이다.
• 아세트산 — 제2석유류이며 약 40℃로 가장 높다.

혼동 주의: 니트로셀룰로오스는 제4류가 아니지만 인화점이 있어 비교에 들어간다.

[해설]

동식물유류는 요오드값으로 구분한다. 130 이상은 건성유, 100~130은 반건성유, 100 미만은 불건성유다.

• 건성유 — 동유와 아마인유는 요오드값이 130을 넘는다.
• 반건성유 — 면실유(목화씨 기름)는 요오드값이 100~130 사이다.
• 불건성유 — 피마자유·야자유·올리브유는 요오드값이 100에 못 미친다.

혼동 주의: 피마자유는 이름이 낯설어 건성유로 착각하기 쉽지만 불건성유다.

[해설]

분자량 32(N 14×2 + H 1×4)이고 로켓 연료로 쓰이는 물질은 하이드라진이다. 제4류 위험물 중 수용성 제2석유류(지정수량 2,000L)에 속한다.

시성식은 N₂H₄이고, 연소하면 질소와 물만 생긴다.
N₂H₄ + O₂ → N₂ + 2H₂O

우변의 산소 원자는 물 2분자에 든 2개뿐이다. 그래서 좌변에는 O₂ 1분자만 있으면 된다.

[해설]

아세톤은 인화점이 −18℃라 제1석유류에 속하며, 물에 잘 녹는 수용성이다.

• 시성식 — 카보닐기(C=O) 양쪽에 메틸기가 하나씩 붙은 CH₃COCH₃이다.
• 지정수량 — 제1석유류 중 수용성이므로 400L이다(비수용성은 200L).
• 증기비중 — 분자량 58을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값이다.

증기비중 = 분자량 ÷ 29
= 58 ÷ 29 = 2

[해설]

은거울반응(환원성)을 보이고 산화되면 아세트산이 되는 물질은 알데히드기(-CHO)를 가진 아세트알데히드(CH₃CHO)다.

비점(약 21℃)과 인화점(약 -38℃)이 매우 낮은 특수인화물이다. 그래서 지정수량은 50L이고 위험등급은 I이다.

혼동 주의: 같은 특수인화물인 디에틸에테르·이황화탄소도 지정수량 50L, 위험등급 I이다.

[해설]

요오드값은 유지 100g에 흡수되는 요오드의 g수다. 이중결합이 많을수록, 즉 불포화도가 높을수록 값이 커진다.

• 건성유 — 130 이상이며, 공기 중에서 잘 굳고 산화열이 쌓여 자연발화 위험이 가장 크다.
• 반건성유 — 100~130 사이다.
• 불건성유 — 100 미만이며, 공기 중에서 잘 굳지 않는다.

외우는 요령: 경계값 100과 130 두 개만 기억하면 세 구간이 정해진다.

[해설]

적린(P, 제2류)은 황린과 동소체라서 연소하면 황린과 똑같이 오산화인(P₂O₅)이 생긴다.
4P + 5O₂ → 2P₂O₅

오산화인은 백색이라 연소할 때 흰 연기로 보인다. 흡습성이 강해서 물을 만나면 인산이 된다.