[위험물기능사 필기] 15년 2회차 기출문제 해설 페이지

주유취급소 중 건축물의 2층 이상 부분을 점포·휴게음식점·전시장 등의 용도로 사용하는 경우, 그 부분에서 직접 주유취급소 부지 밖으로 통하는 출입구와 그 출입구로 통하는 통로·계단에 피난설비인 유도등을 설치하여야 한다. 위험물제조소등에 설치하는 피난설비는 유도등이 유일하다.

물은 기화잠열(약 539kcal/kg)이 커서 냉각효과가 뛰어나고, 어디서나 쉽게 구할 수 있으며 취급이 간편하기 때문에 소화약제로 널리 쓰인다. 물의 주된 소화원리는 냉각소화(및 수증기에 의한 질식효과)이지 가연물을 치우는 제거소화가 아니다.

포소화약제는 다량의 물을 포함하고 있어 전기설비에 사용하면 감전 및 전기 전도의 위험이 있으므로 적응성이 없다. 이산화탄소·할로겐화합물·물분무소화설비는 전기 절연성이 있거나 미세한 분무 상태로 방사되어 전기설비 화재에 적응성이 인정된다.

니트로셀룰로오스는 제5류 자기반응성물질로 저장 중 서서히 분해가 진행되어 장기간 보관할수록 자연발화의 위험이 커지므로 장기 보관은 금물이다. 직사광선을 피하고 물 또는 알코올로 습윤시켜 저장하며, 강산화제·유기과산화물과의 접촉을 피하는 것은 올바른 취급법이다.

제3류 금수성물질은 물과 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로 물 계통 소화약제를 쓸 수 없고, 탄산수소염류 분말소화약제·건조사·팽창질석 등으로 질식소화한다. 이산화탄소·할로겐화합물도 금수성물질(특히 알칼리금속)과 반응할 수 있어 적응성이 없다.

할론 1301은 $\mathrm{CF_3Br}$로 분자량은 $12 + 19\times3 + 80 = 149$이다. 증기비중은 공기 분자량 29로 나누어 $\dfrac{149}{29} \approx 5.14$가 된다.

하나의 간이탱크저장소에 설치할 수 있는 간이저장탱크는 3기 이하이며, 동일한 품질의 위험물 탱크를 2 이상 설치할 수 없다. 용량 600L 이하, 두께 3.2mm 이상 강판, 70kPa·10분 수압시험 기준은 모두 옳은 설명이다.

목재·석탄·종이·섬유는 가열되면 열분해로 가연성 가스를 발생시키며 타는 분해연소를 한다. 표면연소는 목탄(숯)·코크스·금속분처럼 휘발분 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하는 연소형태이므로 목재·석탄과의 연결이 틀렸다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)을 주성분으로 하며, 열분해 시 생성되는 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)이 가연물 표면에 부착성 피막을 만들어 A급(일반화재)까지 소화할 수 있다. 그래서 A·B·C급에 모두 쓰이는 ABC 소화약제라 부른다.

제1종 분말소화약제(탄산수소나트륨)는 식용유 화재에서 기름의 지방산과 반응해 비누(지방산나트륨)를 생성하는 비누화 반응을 일으킨다. 생성된 비누 거품이 유면을 덮어 질식소화 효과를 내므로 식용유 화재 제어가 가능하다.

자동화재탐지설비의 하나의 경계구역은 한 변의 길이를 50m 이하(광전식분리형 감지기 설치 시 100m 이하)로 하여야 하므로 30m는 틀린 기준이다. 면적 600㎡ 이하, 2 이상의 층에 걸치지 않을 것, 비상전원 설치는 모두 옳다.

마그네슘은 제2류 위험물인 가연성 고체로, 스스로 잘 타는 환원성 물질이지 산소를 내어주는 산화성 물질이 아니다. 무기과산화물·질산염류는 제1류 산화성 고체, 과염소산은 제6류 산화성 액체이다.

위험물제조소의 배출설비에서 국소방식의 배출능력은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상으로 하여야 한다. 참고로 전역방식의 경우에는 바닥면적 1㎡당 18㎥ 이상으로 할 수 있다.

보일오버는 탱크 저부의 수층이 화재 열로 급격히 비등하며 상부의 기름을 분출시키는 현상이므로, 냉각수를 대량 첨가하면 오히려 탱크 내 수분이 늘어나 보일오버를 조장하게 된다. 배수관으로 수층 제거, 모래·팽창질석·비등석 투입, 기계적 교반으로 에멀션화하는 것이 올바른 방지대책이다.

20℃ 물을 100℃까지 올리는 현열과 100℃ 물을 수증기로 만드는 잠열을 합한다. $Q = 100 \times 1 \times (100-20) + 100 \times 540 = 8{,}000 + 54{,}000 = 62{,}000\ \mathrm{kcal}$이다.

제5류 위험물은 분자 내에 산소를 함유한 자기반응성물질이어서 이산화탄소·할로겐화합물·분말 등에 의한 질식소화가 효과가 없다. 따라서 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이며, 물분무소화설비가 적응성을 갖는다.

법령에서 정한 정전기 제거방법은 접지, 공기 중 상대습도를 70% 이상으로 하는 것, 공기를 이온화하는 것의 세 가지이다. 배관 내 유속을 빠르게 하면 마찰로 정전기 발생이 오히려 증가하므로 제거방법이 아니며, 실제로는 유속을 제한해야 한다.

가연물이 분말 상태가 되면 공기(산소)와 접촉하는 표면적이 크게 증가하여 산화반응이 빨라지고 열이 축적되기 쉬워 위험성이 커진다. 분말은 오히려 열전도율이 작아져 열이 국부에 축적되는 것도 위험을 키우는 요인이므로 열전도율이 크다는 설명은 옳지 않다.

브롬산암모늄($\mathrm{NH_4BrO_3}$)은 제1류 위험물 브롬산염류에 속하는 산화성 고체로, 오히려 연소를 촉진하므로 소화약제로 쓸 수 없다. 이산화탄소는 가스계 소화약제, 제1인산암모늄은 제3종 분말, 탄산수소나트륨은 제1종 분말소화약제이다.

과산화나트륨($\mathrm{Na_2O_2}$)은 제1류 무기과산화물로 물과 접촉하면 $\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2}$ 반응으로 산소를 방출하며 다량의 열을 낸다. 그래서 무기과산화물은 금수성 물질로 취급하며 주수소화가 금지된다.

마그네슘이 연소하면 산화마그네슘(MgO)이 생성될 뿐이며, 수소가스는 마그네슘이 물이나 산과 반응할 때 발생한다. 적린 연소 시 유독성 오산화인 발생, 유황의 분진폭발 위험, 황화린의 종류(P4S3, P2S5, P4S7)는 모두 옳은 설명이다.

옥내탱크저장소에서 옥내저장탱크와 탱크전용실 벽과의 사이 및 옥내저장탱크 상호 간에는 0.5m 이상의 간격을 유지하여야 한다. 이는 점검·보수 공간 확보를 위한 기준이다.

벤조일퍼옥사이드(과산화벤조일)는 무색·무취의 백색 결정성 고체이지 액체가 아니다. 제5류 위험물 유기과산화물에 해당하며, 폭발 위험을 줄이기 위해 가급적 소분하여 저장하는 것이 옳다.
※ 현행 기준으로는 제5류 지정수량이 1종 10kg·2종 100kg 체계로 개편되었다.

칼륨은 에탄올과 반응하여 칼륨에틸라트와 수소를 발생시킨다: $\mathrm{2K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2\uparrow}$. 과산화마그네슘+염산은 과산화수소, 과산화칼륨+탄산가스는 산소, 오황화린+물은 황화수소를 발생시키므로 수소가 나오는 것은 칼륨과 에탄올의 조합뿐이다.

제6류 위험물의 지정수량은 질산·과산화수소·과염소산 모두 300kg이다. 배수의 총합은 $\dfrac{150}{300} + \dfrac{420}{300} + \dfrac{300}{300} = 0.5 + 1.4 + 1.0 = 2.9$이다.

운송책임자의 감독·지원을 받아 운송하여야 하는 위험물은 알킬알루미늄과 알킬리튬(및 이를 함유하는 위험물)이다. 이들은 공기·물과 격렬히 반응하는 제3류 위험물로 운송 중 사고 위험이 특히 크기 때문이다.

경계구역 일람도는 수신기 부근에 비치하는 것이므로 "경계구역 일람도의 적부"가 포함된 점검항목은 수신기이다. 감지기·중계기·발신기의 점검내용에는 경계구역 일람도 항목이 없다.

지정수량 10배 이상의 위험물을 저장·취급하는 제조소등에 설치하는 경보설비는 자동화재탐지설비·비상경보설비·확성장치·비상방송설비 중 1종 이상이다. 자동화재속보설비는 여기에 포함되지 않는다.

특수인화물은 이황화탄소, 디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 영하 20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것을 말한다. 따라서 빈칸에는 차례로 100, 20이 들어간다.

제4류 위험물 옥외저장탱크(압력탱크 외)의 밸브 없는 통기관은 직경 30mm 이상으로 하고, 끝부분은 수평면보다 45도 이상 구부려 빗물의 침투를 막아야 한다.

무기과산화물은 제1류 위험물 중 지정수량 50kg인 품명으로 위험등급 Ⅰ에 해당한다. 황화린·적린·유황(각 100kg)은 위험등급 Ⅱ, 제1석유류와 알코올류도 위험등급 Ⅱ이다.
※ 현행 기준으로는 황화린·유황을 황화인·황으로 표기한다.

페놀을 황산과 질산의 혼산으로 니트로화하면 트리니트로페놀, 즉 피크르산이 생성된다. 피크르산은 제5류 위험물 니트로화합물에 속하는 황색 결정으로 폭약 원료로 쓰인다.

불꽃반응에서 노란색(황색)을 나타내는 금속은 나트륨(Na)이다. 칼륨은 보라색, 리튬은 빨간색, 구리는 청록색 불꽃을 나타낸다.

메틸알코올의 지정수량은 400L(알코올류)이다. 질량으로 환산하면 $400\ \mathrm{L} \times 0.8\ \mathrm{kg/L} = 320\ \mathrm{kg}$이 된다.

보기에 나열된 물질들은 공기와 접촉하면 스스로 발화할 수 있는 자연발화의 위험이 공통점이다. 황린은 발화점이 약 34℃로 매우 낮아 공기 중 자연발화하고, 알킬알루미늄 등 유기금속화합물도 공기 노출 시 즉시 발화한다. 상온에서의 상태(고체·액체)나 금수성 여부는 물질마다 달라 공통 성질이 아니다.

질산섬유소는 니트로셀룰로오스의 다른 이름으로 제5류 위험물 질산에스테르류에 속하며, 제1류 질산염류가 아니다. 질산은·질산암모늄·질산나트륨은 모두 제1류 위험물 질산염류(지정수량 300kg)이다.
※ 현행 기준으로는 질산에스터류로 표기하며 제5류는 1종 10kg·2종 100kg 체계이다.

적린은 제2류 위험물(가연성 고체, 지정수량 100kg)로 제3류가 아니다. 나트륨·칼륨·황린은 모두 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)에 해당한다.

질산은 수소 1개, 질소 1개, 산소 3개로 이루어진 $\mathrm{HNO_3}$이다. $\mathrm{HNO_2}$는 아질산, $\mathrm{NO_2}$는 이산화질소로 질산과 다른 물질이다.

위험물 운반용기 외부에는 위험물의 품명·위험등급·화학명 및 수용성 여부, 위험물의 수량, 규정에 의한 주의사항을 표시한다. 위험물의 관리자나 지정수량은 표시사항이 아니다.

횡형 원통탱크의 내용적은 $V = \pi r^2 \left( l + \dfrac{l_1 + l_2}{3} \right)$로 구한다. 그림의 치수(r=5m, l=15m, 양쪽 경판 $l_1 = l_2 = 3\,\mathrm{m}$)를 대입하면 $V = \pi \times 5^2 \times \left(15 + \dfrac{6}{3}\right) = 1{,}335.2\ \mathrm{m^3}$이고, 공간용적 10%를 빼면 용량은 $1{,}335.2 \times 0.9 \approx 1{,}201.7\ \mathrm{m^3}$이다.

아세트알데히드등을 취급하는 제조소의 설비는 은·수은·동(구리)·마그네슘 또는 이들을 성분으로 하는 합금으로 만들지 아니하여야 한다. 이 금속들과 반응하면 폭발성 아세틸라이드를 생성하기 때문이며, 금은 해당하지 않는다.

연소반응식 $\mathrm{C_6H_6 + 7.5O_2 \rightarrow 6CO_2 + 3H_2O}$에서 벤젠 1kg은 $\dfrac{1{,}000}{78} = 12.82\ \mathrm{mol}$이고 CO2는 그 6배인 76.9mol 생성된다. 이상기체방정식으로 $V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{76.9 \times 0.082 \times 300}{750/760} \approx 1{,}917\ \mathrm{L} \approx 1.92\ \mathrm{m^3}$이다.

등유의 녹는점(응고점)은 영하 40℃ 안팎으로 상온보다 훨씬 낮아 상온에서 액체로 존재하므로 "녹는점이 상온보다 높다"는 틀린 설명이다. 비중 약 0.8로 물보다 가볍고, 발화점(약 210℃)은 상온보다 높으며, 증기비중은 4~5로 공기보다 무겁다.

벤젠의 인화점은 약 -11℃로, 가솔린의 인화점(약 -43~-20℃)보다 높으므로 "가솔린보다 낮다"는 틀린 설명이다. 벤젠은 휘발성이 강한 무색 액체로 물에 녹지 않으며, 고리 구조가 공명구조를 이루어 화학적으로 안정하다.

오산화인($\mathrm{P_2O_5}$)은 인이 이미 완전연소된 산화물로 더 이상 타지 않아 위험물에 해당하지 않는다. 탄화칼슘(CaC2)과 칼륨(K)은 제3류, 유황(S)은 제2류 위험물이다.

"화기엄금" 게시판은 적색바탕에 백색문자로 표시한다. 제4류 위험물처럼 화기엄금 대상은 적색바탕 백색문자, 금수성 물질의 "물기엄금"은 청색바탕 백색문자이다.

과염소산암모늄($\mathrm{NH_4ClO_4}$)은 무색 결정으로 물·알코올·아세톤에 녹는다(에테르에는 녹지 않음). 약 130℃에서 분해가 시작될 때 방출되는 것은 산소이지 CO2가 아니며, 청녹색 침상결정도 아니므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

순수한 휘발유는 무색투명한 액체이며, 공업용은 식별을 위해 오렌지색 등으로 착색하지만 검은색으로 착색해야 하는 것은 아니다. 인화점 약 -43~-20℃, 제1석유류(비수용성), 전기 부도체(정전기 축적 주의)라는 설명은 모두 옳다.

톨루엔은 무색 액체이며 벤젠과 유사한 특유의 방향성 냄새가 있으므로 "노란색 액체로 냄새가 없다"는 틀린 설명이다. 휘발성·가연성이 있고 증기에 마취성이 있으며, 알코올·에테르·벤젠과 잘 섞이는 제1석유류이다.

적린은 제2류, 황린은 제3류 위험물인데 운반 시 제2류와 제3류는 혼재할 수 없다. 질산염류(1류)와 질산(6류), 칼륨(3류)과 특수인화물(4류), 유기과산화물(5류)과 유황(2류)은 혼재 가능 조합(1-6, 3-4, 2-4-5)이다.

황화린의 지정수량은 100kg이므로 50kg으로 짝지은 것이 잘못이다. 마그네슘 500kg, 알킬알루미늄 10kg, 황린 20kg은 모두 옳은 연결이다.
※ 현행 기준으로는 황화린을 황화인으로 표기한다.

디에틸에테르의 연소범위는 약 1.9~48%로 매우 넓어 폭발 위험이 크다. 발화온도는 약 180℃이고, 증기비중 약 2.55로 공기보다 무거우며 액체 비중 0.71로 물보다 가볍고, 알코올에 잘 녹으므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

디에틸에테르($\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$)의 인화점은 약 -45℃로 보기 중 가장 낮다. 아세톤 약 -18℃, 부탄올 약 35℃, 메탄올 약 11℃이므로 특수인화물인 에테르가 가장 위험하다.

과산화수소는 비중이 아니라 농도 36중량% 이상인 것을 위험물로 취급하므로 "일정 비중 이상"이라는 설명이 옳지 않다. 산화성이 강한 무색 액체로 가열·햇빛에 분해되어 산소를 방출하며, 약 3% 수용액은 옥시풀이라는 소독약으로 쓰인다.

질산의 비점은 약 86℃, 과염소산의 비점은 약 39℃로 둘 다 상온보다 높으므로 "비점이 상온보다 낮다"는 공통성질이 아니다. 두 물질 모두 산소를 함유한 불연성 산화성 액체(제6류)이며 강산이라는 점은 공통이다.

질산메틸은 제5류 위험물 질산에스테르류이고, 질산은·질산암모늄(질산염류)과 무수크롬산은 모두 제1류 산화성 고체이므로 유별이 다른 것은 질산메틸이다. 이름에 '질산'이 들어가도 질산염류(1류)와 질산에스테르류(5류)는 유별이 다르다는 점에 주의한다.
※ 현행 기준으로는 질산에스터류로 표기한다.

니트로셀룰로오스는 건조 상태에서 충격·마찰에 매우 예민해지므로 물 또는 에탄올(알코올)로 습윤시켜 저장한다. 페놀·황산·아닐린은 오히려 반응 위험이 있어 사용하지 않는다.

톨루엔($\mathrm{C_6H_5CH_3}$)은 1분자에 탄소가 7개로 가장 많다. 아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)은 3개, 아세트산($\mathrm{CH_3COOH}$)은 2개, 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)는 1개이다.

철분의 지정수량은 500kg이고, 황화린·적린·유황은 모두 100kg이므로 철분만 다르다. 제2류 위험물 중 황화린·적린·유황은 100kg, 철분·금속분·마그네슘은 500kg, 인화성 고체는 1,000kg이다.
※ 현행 기준으로는 황화린·유황을 황화인·황으로 표기한다.

니트로셀룰로오스는 제5류 위험물 중 질산에스테르류에 속하고, 트리니트로페놀·트리니트로톨루엔·테트릴은 모두 니트로화합물이므로 품명이 다른 것은 니트로셀룰로오스이다. 니트로기가 탄소에 직접 결합하면 니트로화합물, 질산과 알코올류의 에스테르 결합이면 질산에스테르류로 구분한다.
※ 현행 기준으로는 질산에스터류·나이트로화합물로 표기하며 제5류는 1종 10kg·2종 100kg 체계이다.