[위험물기능사 필기] 15년 3회차 기출문제 해설 페이지

과산화나트륨은 제1류 무기과산화물(알칼리금속의 과산화물)로 물과 격렬히 반응한다. $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$ 반응으로 산소와 다량의 열을 발생시켜 오히려 연소를 촉진하므로 주수소화가 위험하다. 수소가 아니라 산소가 발생한다는 점에 주의한다.

위험물 제조소·일반취급소는 연면적 500m² 이상이면 자동화재탐지설비를 설치하여야 한다. 이 외에 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우 등도 설치 대상이다.

제1인산암모늄은 열분해하여 $\mathrm{NH_4H_2PO_4} \rightarrow \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{HPO_3}$(메타인산)로 분해된다. 반응식에서 암모니아와 수증기가 각각 1몰씩 생성되므로 부피비는 1 : 1이다. 이때 생성되는 메타인산 피막이 제3종 분말소화약제의 방진(A급 적응) 효과의 근거가 된다.

탱크안전성능검사는 기초·지반검사, 충수·수압검사, 용접부검사, 암반탱크검사의 4가지로 구분된다. 배관검사는 탱크안전성능검사의 구분에 해당하지 않는다.

금수성물질은 물과 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로 물계 소화설비(포 포함)를 쓸 수 없고, 이산화탄소·할로겐화합물도 적응성이 없다. 탄산수소염류등 분말소화설비와 건조사·팽창질석 등이 금수성물질에 적응성이 있는 소화설비이다.

제5류 위험물은 자기반응성물질로 분자 내에 산소를 함유하여 질식소화가 효과가 없고, 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이다. 따라서 물계 소화설비인 포소화설비가 적응성이 있으며, 분말·이산화탄소·할로겐화합물 등 질식·억제 계열은 적응성이 없다.

A급(일반화재)은 목재·섬유·종이·플라스틱 등 일반 가연물의 화재이므로 'A급 - 플라스틱'이 옳은 연결이다. 페인트는 유류 성분으로 B급(유류화재)에 해당하고, 섬유·나무는 A급이므로 나머지 보기는 모두 잘못된 연결이다.

간이소화용구의 능력단위 기준에서 팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함)은 160L가 능력단위 1.0이다. 마른모래(삽 1개 포함)는 50L가 0.5단위인 것과 함께 자주 출제되므로 구분해 암기한다.

유별을 달리하는 위험물은 원칙적으로 동일 저장소에 저장할 수 없으나, 1m 이상 간격을 두면 제1류와 제6류(모두 산화성)는 함께 저장할 수 있다. 제1류와 제3류는 자연발화성물질(황린 등)에 한해 가능하며 금수성물질은 불가하고, 제2류 중에서는 인화성고체만 제4류와 함께 저장할 수 있다.

제6류 위험물(산화성 액체)에는 물분무·포·옥내외소화전·스프링클러 등 물계 소화설비가 적응성이 있다. 이산화탄소소화설비는 제6류에 적응성이 없는 것으로 분류된다(폭발 위험이 없는 장소에 한해 제한적으로 인정될 뿐이다).

피난설비(유도등)를 설치해야 하는 것은 건축물의 2층을 휴게음식점·전시장 등의 용도로 사용하는 주유취급소이다. 2층으로 올라간 이용객이 피난할 수 있도록 출입구·계단에 유도등을 설치하는 취지이므로, 정비소·사무소·주거시설 용도는 해당하지 않는다.

제1종 분말소화약제는 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)을 주성분으로 하며 유류(B급)·전기(C급) 화재에 적응한다. A급까지 적응하는 것은 제1인산암모늄을 주성분으로 하는 제3종 분말(ABC급)이다.

연소의 3요소는 가연물, 산소공급원, 점화원이다. 보기 4는 불꽃(점화원), 아세톤(가연물), 질산암모늄(제1류 산화성고체로 산소공급원)으로 3요소를 모두 갖추었다. 나머지 보기는 점화원이나 산소공급원 중 하나가 빠져 있다.

이상기체 상태방정식 $PV = \dfrac{w}{M}RT$를 이용한다. $V = \dfrac{1000}{44} \times \dfrac{0.082 \times (273+25)}{2} \approx 278\,\mathrm{L}$가 된다.

제2종 분말소화약제(탄산수소칼륨)의 주된 소화효과는 질식·부촉매 효과이다. 탈수탄화(방진) 효과는 제1인산암모늄을 주성분으로 하는 제3종 분말소화약제의 특징이므로 보기 2가 틀린 연결이다.

물분무등소화설비에는 물분무·포·불활성가스(이산화탄소)·할로겐화합물·분말소화설비가 속한다. 스프링클러설비는 물분무등소화설비가 아니라 별도의 소화설비로 분류된다.

산화성고체(제1류)와 가연성고체(제2류)의 성상을 함께 가지면 제2류 가연성고체의 품명을 적용하므로 보기 1이 틀렸다. 복수 성상 시에는 대체로 더 위험한 쪽(제2류, 제3류, 제5류 우선)의 품명을 적용한다고 정리하면 된다.

자동화재탐지설비의 하나의 경계구역은 면적 600m² 이하, 한 변의 길이 50m 이하로 하여야 한다. 다만 광전식분리형 감지기를 설치하는 경우에는 한 변의 길이를 100m 이하로 할 수 있다.

탄화칼슘은 제3류 금수성물질로 물과 반응하여 가연성인 아세틸렌 가스를 발생시킨다($\mathrm{CaC_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{C_2H_2}\uparrow$). 따라서 주수소화가 오히려 위험하다. 나머지 제1류 위험물(염소산칼륨·과염소산나트륨·질산암모늄)은 다량의 물로 냉각소화한다.

옥외저장소에서 덩어리 상태의 유황을 경계표시 안쪽에 저장하는 경우 하나의 경계표시의 내부면적은 100m² 이하로 하여야 한다. 2 이상의 경계표시를 설치하는 경우 내부면적의 합은 1000m² 이하로 한다. ※ 현행 기준으로는 품명 표기가 '유황'에서 '황'으로 변경되었다.

황은 연소하면 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)를 발생시키는데, 이는 자극성 냄새가 있는 유독성 가스로 인체에 유해하므로 보기 1이 틀렸다. 미분 상태의 황은 분진폭발 우려가 있고, 용융황을 급랭하면 고무상황이 얻어지는 것은 옳은 설명이다.

과산화수소는 농도가 높을수록 불안정하여 분해·폭발 위험이 커지므로 보기 3이 틀렸다. 열·햇빛·알칼리에 의해 분해가 촉진되며, 분해 방지를 위해 요산·인산 등의 안정제를 가하고 산화제로 사용된다.

운송책임자의 감독·지원을 받아 운송하여야 하는 위험물은 알킬알루미늄, 알킬리튬 및 이를 함유하는 위험물이다. 트리메틸알루미늄·트리부틸알루미늄은 알킬알루미늄, 메틸리튬은 알킬리튬에 해당하지만 디메틸카드뮴($\mathrm{Cd(CH_3)_2}$)은 여기에 속하지 않는다.

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)은 무색 액체로 융점이 약 -112℃이고, 물과 접촉하면 심하게 발열하는 제6류 위험물이다. 과산화수소는 융점이 약 -0.4℃, 질산은 약 -42℃이므로 조건에 맞지 않는다.

특수인화물은 이황화탄소·디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 -20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것을 말한다. 따라서 발화점 기준은 '1기압에서 100℃ 이하'가 옳다.

아세트알데히드등을 취급하는 탱크에는 냉각장치 또는 보냉장치 및 연소성 혼합기체의 생성을 방지하기 위한 불활성기체 봉입장치를 설치하여야 하므로 보기 3이 옳다. 은·수은·동·마그네슘 사용 금지는 아세트알데히드등의 설비 기준이고, 알킬알루미늄등의 설비에는 수증기가 아닌 불활성기체만 봉입한다.

그림은 작은 불꽃 착화시험 장치로, 고체 시료에 액화석유가스 불꽃을 접촉시켜 착화 위험성을 판정한다. 이는 제2류 위험물(가연성고체)의 위험성 판정 시험이다.

디에틸에테르 등은 온도 상승에 따른 증기압·부피 팽창에 대비하여 용기에 2% 이상의 공간용적을 두어야 하므로 가득 채워 보관한다는 보기 4가 틀렸다. 밀봉·환기·정전기 방지는 모두 옳은 취급법이다.

과산화나트륨은 물과 반응하여 수소가 아니라 산소를 발생시키므로 보기 2가 틀렸다($2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$). 이 반응이 발열을 동반하므로 주수소화가 위험하며, 순수한 것은 백색이고 CO·CO₂ 흡수제 제조에도 사용된다.

유기과산화물(제5류)에는 과산화벤조일(벤조일퍼옥사이드)과 과산화메틸에틸케톤(MEKP)이 해당한다. 과산화마그네슘은 제1류 무기과산화물이고 과산화수소는 제6류 위험물이므로 보기 1만이 유기과산화물로만 나열된 것이다.

지정수량은 염소산염류 50kg, 요오드산염류 300kg, 질산염류 300kg이다. 배수의 합 = $\dfrac{250}{50} + \dfrac{600}{300} + \dfrac{900}{300} = 5 + 2 + 3 = 10$배이다.

옥외저장소에는 제2류 중 유황·인화성고체(인화점 0℃ 이상), 제4류 중 제1석유류(인화점 0℃ 이상)·알코올류·제2~4석유류·동식물유류, 제6류 위험물만 저장할 수 있다. 제1류 위험물인 과염소산염류는 옥외저장소에 저장할 수 없다.

히드라진($\mathrm{N_2H_4}$)은 물·알코올과 같은 극성 용매에 잘 녹으므로 이들을 비극성 용매라 한 보기 4가 틀렸다. 무색 투명한 액체로 가열하면 분해하여 가스를 발생하며, 위험물안전관리법령상 제4류 제2석유류에 해당한다.

아크릴산과 포름산(의산)은 모두 제2석유류(수용성)에 해당한다. 시클로헥산·피리딘·휘발유·염화아세틸은 제1석유류, 중유는 제3석유류이므로 나머지 보기는 제2석유류만의 조합이 아니다.

공기 중에 방치했을 때 별도의 점화원 없이 갑자기 연소한 것은 발화점이 약 34℃로 매우 낮아 자연발화하는 황린의 특성이다. 황·적린은 상온의 공기 중에서 자연발화하지 않고, 질산암모늄은 불연성 산화제이다.

광전식분리형 감지기를 설치한 경우 완화되는 것은 경계구역 한 변의 길이(50m → 100m 이하)이지 면적이 아니므로 보기 3이 틀렸다. 경계구역은 600m² 이하(내부 전체가 보이는 경우 1000m² 이하 가능), 한 변 50m 이하로 하고 비상전원을 설치하여야 한다.

무기과산화물은 산화력이 강한 불연성 물질로 다른 물질을 산화시킬 뿐 자신이 쉽게 산화(연소)되는 것이 아니므로 보기 2가 틀렸다. 과산화수소의 수소가 금속으로 치환된 화합물로, 가열 시 분해하여 산소를 내고 물과의 반응성이 크다.

황린은 물과 반응하지 않아 오히려 물속에 저장하는 물질이므로 물과의 반응성이 가장 낮다. 인화알루미늄은 물과 반응하여 포스핀, 트리에틸알루미늄은 에탄, 오황화린은 황화수소를 발생시키는 금수성 물질이다.

이황화탄소는 비중이 약 1.26으로 물보다 무거워 가연성 증기 발생을 막기 위해 물속에 저장한다. 디에틸에테르(0.71), 아세트알데히드(0.78), 산화프로필렌(0.83)은 모두 물보다 가볍다.

위험물안전관리자를 해임하거나 안전관리자가 퇴직한 때에는 그 날부터 30일 이내에 다시 안전관리자를 선임하여야 한다. 선임한 날부터 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고해야 하는 기간과 혼동하지 않도록 한다.

황린은 물에 녹지 않으며, 그렇기 때문에 pH 9 정도의 물속에 저장하는 것이므로 보기 1이 틀렸다. 화재 시 물로 냉각소화할 수 있고, 발화점이 낮아 적린보다 불안정하며 적린과는 동소체 관계이다.

과염소산과 과산화수소는 모두 제6류 위험물로 지정수량이 각 300kg이다. 배수의 합 = $\dfrac{300}{300} + \dfrac{300}{300} = 1 + 1 = 2$배이다.

나트륨·칼륨은 공기 중의 수분·산소와 접촉하면 반응하여 발화할 수 있으므로, 공기와의 접촉을 차단하기 위해 석유(등유·경유) 등의 보호액 속에 저장한다.

에틸알코올은 제4류 알코올류이고 고형알코올은 제2류 인화성고체로 품명(유별)이 서로 다르다. 이황화탄소·디에틸에테르는 모두 특수인화물, 등유·경유는 제2석유류, 중유·클레오소트유는 제3석유류로 같은 품명이다.

위험물 안전관리와 관련된 업무 수행자에 대한 안전교육은 시·도지사가 아니라 소방청장(출제 당시 국가 소방기관의 장)이 실시하므로 보기 2가 틀렸다. 위험물운송자의 자격, 운송책임자 기준, 운송 시 기준 준수 의무는 모두 옳은 설명이다.

아세톤의 완전 연소 반응식은 $\mathrm{CH_3COCH_3} + 4\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 3\mathrm{H_2O}$이다. 탄소 3개에서 CO₂ 3몰, 수소 6개에서 H₂O 3몰이 생성되고, 산소 원자 수를 맞추면(우변 9개, 아세톤 자체 1개) O₂ 계수는 4가 되어 차례대로 4, 3이다.

소화약제 방출구를 탱크 안 윗부분에 설치하는 탱크의 공간용적은 그 방출구 아래 0.3미터 이상 1미터 미만 사이의 면으로부터 윗부분의 용적으로 한다. 일반 탱크의 공간용적(내용적의 5/100 이상 10/100 이하)과 구분해 암기한다.

탄화알루미늄($\mathrm{Al_4C_3}$)은 제3류 '칼슘 또는 알루미늄의 탄화물'로 지정수량이 300kg이므로 500kg이라 한 보기 4가 틀렸다. 트리에틸알루미늄(알킬알루미늄) 10kg, 칼슘(알칼리토금속) 50kg, 수소화리튬(금속의 수소화물) 300kg은 모두 옳다.

에틸렌글리콜은 제4류 위험물(제3석유류)로, 혼재 가능 기준상 제2류·제3류·제5류와는 혼재할 수 있으나 제1류와는 혼재할 수 없다. 과망간산나트륨은 제1류 위험물이므로 운반 시 혼재가 금지된다(유황·알루미늄분은 제2류, 트리니트로톨루엔은 제5류로 혼재 가능).

적린은 제2류 위험물로 위험등급 II에 해당한다. 무기과산화물(제1류)·나트륨(제3류)·과산화수소(제6류)는 모두 위험등급 I이다.

1kg 중 각 성분의 연소에 필요한 산소량은 탄소 $0.8 \times \dfrac{32}{12} = 2.13\,\mathrm{kg}$, 수소 $0.14 \times \dfrac{16}{2} = 1.12\,\mathrm{kg}$, 황 $0.06 \times \dfrac{32}{32} = 0.06\,\mathrm{kg}$으로 합계 약 3.31kg이다. 공기 중 산소가 23wt%이므로 이론 공기량은 $\dfrac{3.31}{0.23} \approx 14.41\,\mathrm{kg}$이다.

낙화생유(땅콩기름)는 요오드값 100 이하의 불건성유로 보기 중 요오드값이 가장 낮다. 해바라기유·오동유·아마인유는 요오드값 130 이상의 건성유로 자연발화 위험이 상대적으로 크다. ※ 현행 표기로는 요오드값을 '아이오딘값'이라 한다.

시클로헥산($\mathrm{C_6H_{12}}$)은 고리형 구조이지만 벤젠고리가 없는 지환족(포화) 탄화수소이므로 방향족 화합물이라 한 보기 1이 틀렸다. 비수용성 액체로 제4류 제1석유류에 속한다.

소화난이도등급 I·II의 옥내탱크저장소 판정기준은 제6류 위험물만을 저장하는 것을 제외하고 있고, 단층건물에 설치되어 제6류만을 저장하는 옥내탱크저장소는 등급 III의 대상에도 열거되어 있지 않다. 따라서 소화난이도등급이 부여되지 않아 '해당 없음'이 옳다.

이황화탄소는 비중이 약 1.26으로 물보다 무겁고 물에 녹지 않으므로, 물속에 저장하면 인화성이 강한 가연성 증기의 발생을 억제할 수 있다. 물과 반응하여 수소를 내거나 공기와 접촉 즉시 폭발하는 물질이 아니다.

판매취급소는 점포에서 위험물을 용기에 담아 판매하는 시설로, 위험물을 저장하는 탱크시설을 갖추어야 하는 곳이 아니므로 보기 2가 틀렸다. 건축물의 1층에 설치하고 다른 부분과 내화구조의 격벽으로 구획하며, 안전거리·보유공지 규제는 받지 않는다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 물에 거의 녹지 않으므로 물은 용제가 아니다. 벤젠·에테르·아세톤 등 유기용제에는 잘 녹으며, 제5류 니트로화합물로 담황색 결정이다.

분해 방지를 위해 요산·인산 등의 안정제를 가하는 것은 과산화수소의 저장법이지 질산에는 해당하지 않으므로 보기 2가 틀렸다. 질산은 직사광선을 차단하기 위해 갈색병에 넣어 냉암소에 보관하고 유기물과의 접촉을 피한다.

제4류 위험물의 위험등급은 특수인화물이 I, 제1석유류와 알코올류가 II, 나머지(제2~4석유류·동식물유류)가 III이다. 따라서 '제4류'·'위험등급II' 표시로 예상할 수 있는 품명은 보기 중 제1석유류이다.

과염소산의 증기 비중은 약 3.5(분자량 100.5/공기 29)로 공기보다 무거우므로 보기 4가 틀렸다. 과염소산은 불연성의 산화성 액체(제6류)이며 비중 약 1.76으로 물보다 무거운 무기화합물이다.