[위험물산업기사 실기] 최빈출 3회 출제 해설 페이지

①: 제3류
②: 제6류
③: 제5류
④: 제1류
⑤: 제5류
⑥: 10kg
⑦: 300kg
⑧: 10kg(제1종)/100kg(제2종)
⑨: 300kg
⑩: 10kg(제1종)/100kg(제2종)

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

[해설]

유별과 지정수량은 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 정한다.

• 칼륨 — 제3류(자연발화성·금수성물질)이며 물과 격렬히 반응해 지정수량이 10kg으로 작다.
• 질산 — 제6류(산화성액체), 300kg.
• 질산염류 — 제1류(산화성고체), 300kg.
• 아조화합물·나이트로화합물 — 둘 다 제5류(자기반응성물질)이며, 시험 결과에 따라 제1종 10kg 또는 제2종 100kg이다.

혼동 주의: 질산과 질산염류는 지정수량이 300kg으로 같지만 유별은 다르다. 제5류는 2024년 개정으로 품명별 수량(구 200kg 등)이 없어지고 제1종·제2종 구분만 남았다.

[해설]

위험물제조소등의 배출설비는 국소방식을 원칙으로 하며, 방식에 따라 배출능력 산정 기준이 다르다.

국소방출방식은 배출장소 용적의 20배 이상을 1시간당 배출능력으로 하므로 $300 \times 20 = 6{,}000\,\mathrm{m^3}$ 이상이 된다.

전역방출방식은 바닥면적 1m²당 18m³ 이상을 기준으로 하므로 $100 \times 18 = 1{,}800\,\mathrm{m^3}$ 이상이 된다.

①: NaHCO₃
②: KHCO₃
③: NH₄H₂PO₄
④: KHCO₃ + (NH₂)₂CO

[해설]

분말소화약제는 종별로 주성분이 정해져 있으며, 채점에서는 화학식을 정확히 썼는지를 본다.

• 제1종 — 탄산수소나트륨 NaHCO₃(백색), B·C급 화재용.
• 제2종 — 탄산수소칼륨 KHCO₃(담회색)이며 제1종보다 소화력이 크다.
• 제3종 — 제1인산암모늄 NH₄H₂PO₄(담홍색)이며 유일하게 A·B·C급에 모두 쓴다.
• 제4종 — 탄산수소칼륨과 요소 (NH₂)₂CO의 반응물(회색).

외우는 요령: 제2종과 제4종은 둘 다 KHCO₃가 들어가고, 제4종에만 요소가 더해진다.

[해설]

연소반응식은 물질이 산소와 결합해 산화물이 되는 식이며, 양변의 원자 수가 맞도록 계수를 맞추는 것이 핵심이다.

오황화인은 인이 오산화인, 황이 이산화황(아황산가스)이 된다.
2P₂S₅ + 15O₂ → 2P₂O₅ + 10SO₂

마그네슘은 산화마그네슘이 된다.
2Mg + O₂ → 2MgO

알루미늄은 산화알루미늄이 된다.
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

세 물질 모두 제2류 위험물(가연성고체)이며, 오황화인이 연소할 때 나오는 SO₂는 유독가스다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19(운반기준)은 차광성 피복 대상과 방수성 피복 대상을 따로 정하므로, 두 목록에 모두 드는 품명을 고르면 된다.

• 차광성 피복 — 제1류, 제3류 중 자연발화성물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류, 제6류.
• 방수성 피복 — 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 중 금수성물질.

두 목록에 모두 드는 것은 알칼리금속의 과산화물뿐이다. 이 물질은 제1류라 차광 대상이면서, 물과 반응해 산소를 내므로 방수 대상이기도 하다.

혼동 주의: 특수인화물·제5류·제6류는 차광만, 금속분은 방수만 해당하고, 인화성고체는 둘 다 해당하지 않는다.

[해설]

물에 녹지 않고 이황화탄소에 녹으며 연소하면 오산화인을 내는 물질은 황린(P₄)이다. 황린을 수산화칼륨 같은 강알칼리 수용액과 반응시키면 유독하고 가연성인 포스핀(PH₃)이 발생한다.

포스핀이 연소하면 오산화인과 물이 된다.
2PH₃ + 4O₂ → P₂O₅ + 3H₂O

황린은 옥내저장소 바닥면적을 1,000m² 이하로 해야 하는 품목이다. 지정수량이 20kg이어서 위험등급 I에 해당한다.

혼동 주의: 적린도 연소하면 오산화인을 내지만 이황화탄소에 녹지 않는다.

[해설]

운반 시 혼재기준은 위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따르며, 지정수량의 1/10을 넘을 때 적용된다.

• 제2류(가연성고체) — 산화성인 제1류·제6류는 피하고 제4류·제5류와 혼재할 수 있다.
• 제3류(자연발화성·금수성) — 제4류와만 혼재할 수 있다.
• 제4류(인화성액체) — 제2류·제3류·제5류와 혼재할 수 있다.

외우는 요령: 4+2·4+3·5+2·5+4·6+1 조합만 혼재할 수 있다고 기억하면 표 전체를 복원할 수 있다.

[해설]

탄화알루미늄(Al₄C₃)은 제3류 금수성 물질로, 물이나 산과 반응하면 가연성 기체인 메탄(CH₄)을 낸다.

물과 반응하면 수산화알루미늄과 메탄이 생긴다.
Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄↑

염산과 반응하면 알루미늄은 염화알루미늄이 되고, 메탄은 똑같이 나온다.
Al₄C₃ + 12HCl → 4AlCl₃ + 3CH₄↑

혼동 주의: 탄화칼슘(CaC₂)은 물과 반응하면 메탄이 아니라 아세틸렌(C₂H₂)을 낸다.

①: 1배 → 3m 이상
②: 5배 → 3m 이상
③: 10배 → 3m 이상
④: 20배 → 5m 이상
⑤: 200배 → 5m 이상

[제조소의 보유공지 기준]

[해설]

제조소의 보유공지는 위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에 따라 지정수량 10배를 경계로 두 단계만 둔다.

10배 이하면 3m 이상이므로 1배·5배·10배는 모두 3m이다. 10배를 넘으면 5m 이상이므로 20배·200배는 모두 5m이다.

혼동 주의: 10배는 '이하'에 들어가므로 3m이다. 옥외탱크저장소·옥외저장소는 보유공지가 여러 단계로 나뉘니 섞지 않는다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙의 이동탱크저장소 주입설비 기준이며, 주입 중 정전기가 쌓이거나 위험물이 과다 배출되는 것을 막기 위한 수치다.

• 주입설비의 길이는 50m 이내로 한다.
• 끝부분에 쌓이는 정전기는 제거장치로 없애 점화원을 차단한다.
• 분당 배출량은 200L 이하로 제한해 유속이 빨라서 생기는 정전기와 넘침을 줄인다.
• 주입호스는 내경 23mm 이상이고 0.3MPa 이상의 압력을 견뎌야 한다.

외우는 요령: 길이 50, 유량 200, 내경 23, 압력 0.3의 순서로 묶어서 기억한다.

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 8에 따라 제4류 위험물을 지정수량의 3천 배 이상 취급하는 제조소·일반취급소는 자체소방대를 둔다.

• 3천 배 이상 12만 배 미만 — 화학소방자동차 1대, 자체소방대원 5인.
• 12만 배 이상 24만 배 미만 — 2대, 10인.
• 24만 배 이상 48만 배 미만 — 3대, 15인.
• 48만 배 이상 — 4대, 20인.

외우는 요령: 구간이 올라갈 때마다 1대씩 늘고, 인원은 항상 1대당 5인이다.

[해설]

탄화알루미늄이 물과 반응하면 메탄(CH₄)이 생긴다.
Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃ + 3CH₄

메탄이 완전연소하면 이산화탄소와 물이 된다.
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

메탄의 연소범위는 공기 중 5~15%이다. 하한값 5%와 상한값 15%를 위험도 공식에 대입한다.

H = (U − L) / L
H = (15 − 5) / 5
H = 2

[해설]

혼재기준은 위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따른다. 산화성 물질(제1류·제6류)과 가연성·환원성 물질이 섞이지 않게 하는 것이 원리다.

• 제1류는 제6류와만 혼재할 수 있다.
• 제2류는 제4류·제5류와 혼재할 수 있다.
• 제3류는 제4류와만 혼재할 수 있다.
• 제4류는 제2류·제3류·제5류와 혼재할 수 있다.
• 제5류는 제2류·제4류와 혼재할 수 있다.

표는 대각선을 기준으로 대칭이다. 지정수량의 1/10 이하인 소량은 이 혼재기준을 적용하지 않는다.

[해설]

제1~4석유류는 1기압에서의 인화점 구간으로 구분되고, 도료류 등은 가연성 액체량 비율로 별도의 제외 규정을 둔다.

• 제1석유류: 인화점 21℃ 미만
• 제2석유류: 21℃ 이상 70℃ 미만
• 제3석유류: 70℃ 이상 200℃ 미만
• 제4석유류: 200℃ 이상 250℃ 미만

도료류 그 밖의 물품은 가연성 액체량이 40중량퍼센트 이하이면(제2석유류는 인화점 40℃ 이상·연소점 60℃ 이상 조건까지 만족하면) 해당 석유류에서 제외된다.

[해설]

동식물유류는 아이오딘값(요오드가)으로 나눈다. 값이 클수록 불포화도가 높아 공기 중에서 잘 산화되고 자연발화하기 쉽다.

• 건성유(아이오딘값 130 이상) — 동유, 아마인유.
• 반건성유(100 초과 130 미만) — 면실유.
• 불건성유(100 이하) — 피마자유, 야자유, 올리브유.

혼동 주의: 자연발화 위험이 가장 큰 것은 건성유이다. 아마인유를 먹인 헝겊을 쌓아 두면 불이 나는 것이 대표적인 예이다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준은 인화점 시험방법을 태그밀폐식·신속평형법·클리브랜드 개방컵 세 가지로 정하고 있다. 세 방법은 시료를 넣는 방식으로 구별한다.

• 신속평형법 — 설정온도로 맞춘 시료컵에 시료 2mL만 넣고 곧바로 뚜껑과 개폐기를 닫는 밀폐식 측정법이다.
• 태그밀폐식 — 시료 50cm³를 넣고 기포를 없앤 뒤 뚜껑을 덮는 밀폐식 측정법이다.
• 클리브랜드 개방컵 — 뚜껑 없이 표선까지 시료를 채우고 직경 4mm로 맞춘 시험불꽃을 대는 개방식 측정법이다.

외우는 요령: 2mL는 신속평형법, 50cm³는 태그밀폐식, 표선까지 채우면 클리브랜드다. 화염 4mm 조정은 태그밀폐식에도 나오므로 뚜껑이 있는지와 표선으로 판단한다.

[해설]

트라이나이트로톨루엔(TNT)은 톨루엔의 벤젠고리에 나이트로기 3개가 붙은 제5류 나이트로화합물이다.

구조식은 벤젠고리에 메틸기(−CH₃) 1개를 그리고, 그 양쪽 오쏘 자리와 맞은편 파라 자리(2,4,6-위치)에 −NO₂를 하나씩 그린다. 메틸기는 오쏘·파라 배향성이어서 나이트로기가 이 세 자리로 들어간다.

제조는 톨루엔에 질산을 황산 촉매 하에 반응시키는 나이트로화 반응이다.
C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂CH₃(NO₂)₃ + 3H₂O

황산은 질산에서 나이트로늄 이온(NO₂⁺)을 만든다. 또 생성된 물을 흡수하는 탈수제 역할도 한다.

224L

AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

인화알루미늄 분자량 $27+31=58$ g/mol

$\frac{580}{58}=10$ 몰

$22.4\times 10=224$ L

[해설]

인화알루미늄(AlP)은 제3류 금수성 물질이다. 물과 반응하면 맹독성 가연성 기체인 포스핀(PH₃)이 생긴다.

반응식에서 AlP와 PH₃의 계수비는 1:1이다.
AlP + 3H₂O → Al(OH)₃ + PH₃

AlP 분자량 = 27 + 31 = 58g/mol
몰수 = 580 ÷ 58 = 10mol
PH₃ 부피 = 10mol × 22.4L/mol = 224L

① 1.526
CH₃CHO = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = $\frac{44}{28.84}=1.526$

② CH₃CHO

③ 40℃

[해설]

에틸렌을 산소와 CuCl₂ 촉매로 산화시키면(바커 공정) 특수인화물 아세트알데하이드가 생긴다.

증기비중은 분자량을 공기의 평균분자량 28.84로 나눠 구한다.
CH₃CHO 분자량 = 12×2 + 1×4 + 16 = 44
증기비중 = 44 ÷ 28.84 = 1.526

시성식은 알데하이드기(−CHO)가 드러나게 쓴 CH₃CHO이다. 비점이 21℃로 매우 낮으므로, 보냉장치가 없는 이동저장탱크에서는 40℃ 이하로 유지한다.

혼동 주의: 보냉장치가 있으면 해당 위험물의 비점 이하로 유지하며, 디에틸에터도 같은 40℃ 기준을 따른다.

[해설]

크실렌(C₆H₄(CH₃)₂)은 벤젠고리에 메틸기 2개가 붙은 화합물이다. 메틸기가 붙는 위치에 따라 이성질체 3가지가 있다.

• o-크실렌(오르토) — 두 메틸기가 바로 옆 탄소(1,2 위치)에 붙는다.
• m-크실렌(메타) — 두 메틸기가 탄소 하나를 건너(1,3 위치) 붙는다.
• p-크실렌(파라) — 두 메틸기가 정반대편(1,4 위치)에 붙는다.

구조식은 육각형 벤젠고리를 그린 뒤 두 -CH₃의 상대 위치만 다르게 표시하면 된다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성 표에 따른다. 물 계통은 냉각으로, 가스 계통은 질식으로 불을 끄므로 적응성이 있는 대상이 서로 다르다.

• 옥내·옥외소화전설비는 건축물, 제1류 그 밖의 것, 제2류 인화성 고체·그 밖의 것, 제3류 그 밖의 것, 제5류, 제6류에 적응성이 있다.
• 물분무소화설비는 소화전설비의 대상에 더해 전기설비와 제4류에도 적응성이 있다.
• 불활성가스·할로젠화합물 소화설비는 전기설비, 제2류 인화성 고체, 제4류에만 적응성이 있다.

소화전은 물을 봉상으로 방사해 감전 우려가 있고 제4류 화재는 물 위로 번지므로 두 곳 모두 빠지지만, 물분무는 물 입자가 미세해 두 곳에 모두 쓸 수 있다.

알칼리금속과산화물·철분·금속분·마그네슘·금수성 물품은 물과 반응하므로 물 계통 설비에는 O가 하나도 없다.

[해설]

트리에틸알루미늄은 제3류 위험물로 물과 격렬히 반응한다. 이때 가연성 가스인 에탄(C₂H₆)이 생긴다.

반응식에서 트리에틸알루미늄 1mol당 에탄 3mol이 생긴다.
(C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆

분자량 = (12×2 + 1×5)×3 + 27 = 114g/mol
몰수 = 228 ÷ 114 = 2mol
에탄 = 2mol × 3 = 6mol
부피 = 6mol × 22.4L/mol = 134.4L

혼동 주의: 트리메틸알루미늄은 물과 반응하면 메탄(CH₄)이 생긴다.

※ 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℃는 트라이나이트로톨루엔(TNT)의 성상이다.

• 품명은 벤젠고리의 탄소에 나이트로기(−NO₂)가 직접 붙은 제5류 나이트로화합물이다.
• 지정수량은 2024.7.30 시행령 개정으로 위험성시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 정한다.
• 제조는 톨루엔에 질산을 황산 촉매 하에 반응시키는 나이트로화 반응이다.

C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂CH₃(NO₂)₃ + 3H₂O (촉매 H₂SO₄)

혼동 주의: 개정 전 나이트로화합물 지정수량인 200kg을 쓰면 현행 기준으로는 틀린 답이다.