[위험물기능사 필기] 11년 2회차 기출문제 해설 페이지

일산화탄소(CO)는 불완전연소 생성물로, 산소와 다시 반응하여 이산화탄소(CO2)로 산화될 수 있는 가연성 기체이다. 반면 아르곤은 불활성 기체이고, 질소와 이산화탄소는 이미 안정하거나 산소와의 반응이 흡열반응이라 산화가 진행되기 어렵다.

가연성 액체는 액체 자체가 타는 것이 아니라 액면에서 증발한 가연성 증기가 공기와 혼합되어 연소범위 내에 들어갈 때 연소하는 증발연소를 한다. 연소범위 하한보다 낮은 농도에서는 점화원이 있어도 연소하지 않고, 증기 농도가 상한을 넘어 지나치게 높아도 연소하지 않는다.

탄화알루미늄(Al4C3)은 물과 반응하여 가연성 가스인 메탄(CH4)을 발생시키므로 주수소화하면 오히려 화재가 확대된다. 반응식은 Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4이다. 황린·적린·니트로셀룰로오스는 물에 의한 냉각소화가 유효하다.

제5류 위험물은 분자 내에 산소를 함유하여 스스로 산소를 공급하며 타는 자기연소성 물질이므로, 산소 차단(질식)을 원리로 하는 할로겐화합물소화설비는 적응성이 없다. 초기에 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이므로 옥외소화전·스프링클러·물분무설비는 적응성이 있다.

금속칼륨은 이산화탄소와 격렬하게 반응(4K + 3CO2 → 2K2CO3 + C)하여 오히려 폭발적으로 연소할 수 있으므로 이산화탄소 소화약제를 사용할 수 없다. 금속화재에는 건조사·팽창질석·팽창진주암 등으로 덮어 질식소화한다.

제5류 위험물 운반용기의 외부에는 주의사항으로 "화기엄금"과 "충격주의"를 모두 표시하여야 하므로, "화기엄금"만 표시하면 된다는 설명은 옳지 않다. 제조소의 게시판에는 "화기엄금"만 표기하면 되고, 자기연소성이므로 이산화탄소·할로겐화합물소화기는 적응성이 없으며, 제3류 위험물과는 동일 옥내저장소에 저장할 수 없다.

질소는 산소와 반응할 때 발열하지 않고 오히려 열을 흡수하는 흡열반응을 하므로 가연물이 될 수 없다. 나트륨·니트로셀룰로오스·나프탈렌은 모두 산화 시 발열하는 가연성 물질이다.

폴리스틸렌 폼 같은 고분자(플라스틱) 재료는 가열되면 열분해를 일으켜 가연성 분해가스를 발생시키고 이 가스가 연소하는 분해연소 형태를 보인다. 자기연소는 제5류 위험물처럼 자체 산소를 가진 물질, 표면연소는 목탄·코크스처럼 분해가스 없이 표면에서 타는 형태이다.

분진폭발 화재에 직사주수를 하면 강한 수류가 퇴적된 분진을 비산시켜 새로운 분진운을 형성하고 2차 폭발을 유발할 수 있으므로 매우 위험하다. 금속분에는 물이 수소를 발생시키므로 사용할 수 없고, 이산화탄소·할로겐화합물도 금속분에는 부적절하며, 2차·3차 폭발에 항상 대비하여야 한다.

20℃ 물을 100℃까지 가열하는 현열과 100℃에서 증발하는 잠열의 합이다. $Q = mc\Delta t + m\gamma = 100 \times 1 \times (100-20) + 100 \times 540 = 8{,}000 + 54{,}000 = 62{,}000\,\mathrm{kcal}$이다.

제1종 분말소화약제(탄산수소나트륨)는 식용유 화재에서 유지의 지방산과 반응하여 비누(지방산나트륨)를 생성하는 비누화 반응을 일으키고, 이때 형성된 거품이 유면을 덮어 질식소화 효과를 낸다. 이 비누화 효과 때문에 식용유 화재에는 제1종 분말이 유효하다.

물분무소화설비는 물을 미세한 안개 형태로 방사하여 전기적으로 비전도성에 가깝게 작용하므로 전기설비 화재에 적응성이 있다. 봉상수·포·옥외소화전은 봉상 또는 전도성 수막을 형성하여 감전 위험이 있으므로 전기설비에는 적응성이 없다.

표준상태에서 기체 1kmol의 부피는 22.4m3이고 이산화탄소의 분자량은 44이다. $V = \dfrac{1.1}{44} \times 22.4 = 0.025 \times 22.4 = 0.56\,\mathrm{m^3}$이다.

유류화재는 B급 화재이며 표시 색상은 황색이다. 일반화재(A급)는 백색, 전기화재(C급)는 청색으로 표시한다.

위험물법령의 소화설비 적응성 표에 규정된 소화설비는 옥내·옥외소화전설비, 스프링클러설비, 물분무등소화설비, 대형·소형수동식소화기, 물통·건조사 등의 기타 설비이며, "방화설비"라는 종류는 존재하지 않는다.

제3종 분말소화약제인 제1인산암모늄은 열분해하여 암모니아, 수증기, 메타인산을 생성한다. $\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_2O + HPO_3}$이므로 암모니아와 수증기는 각각 1몰씩 발생하여 부피비는 1 : 1이다.

폭굉 유도거리(DID)는 관경이 가늘수록 짧아지므로 관경이 클수록 짧아진다는 설명은 옳지 않다. 압력이 높을수록, 점화원의 에너지가 클수록, 관 속에 방해물(이물질)이 있을수록, 연소속도가 큰 혼합가스일수록 DID는 짧아진다.

과산화나트륨은 물과 반응하여 산소를 방출하면서 다량의 열을 발생시키므로(2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2 + 발열) 주수소화하면 발생한 산소와 반응열로 화재가 오히려 확대된다. 알칼리금속의 무기과산화물 화재에는 건조사 등으로 질식소화한다.

화학포는 외통의 탄산수소나트륨(A제)과 내통의 황산알루미늄(B제) 수용액이 반응할 때 생성되는 이산화탄소를 핵으로 하여 포를 만들어 질식소화하는 약제이다. 단백포·수성막포·합성계면활성제포는 기계적으로 공기를 혼입시키는 기계포(공기포)에 해당한다.

방유제 내 유면화재에 포를 방사할 때는 액면을 교란하여 포막이 파괴되지 않도록 한 지점에 조용히 방사하여 포가 스스로 유면을 따라 퍼지도록 하는 것이 원칙이며, 방유제 쪽에서 가운데로 흘려보내듯 방사하는 것이 원칙이라는 설명은 옳지 않다. 탱크로의 연소 확대 방지에 중점을 두고, 이미 덮인 포의 막은 파괴되지 않도록 유지한다.

황은 연소하면 아황산가스(이산화황, SO2)를 발생시킨다(S + O2 → SO2). 적린과 황린은 연소 시 오산화인(P2O5)을, 인화칼슘은 물과 반응 시 포스핀(PH3)을 발생시킨다.

적린은 발화점이 약 260℃로 비교적 안정하여 공기 중에 방치해도 자연발화하지 않으므로 옳지 않은 설명이다. 공기 중에서 자연발화하는 것은 발화점이 약 34℃로 낮은 황린(제3류)이다. 유황은 정전기 축적에 주의해야 하고, 마그네슘 화재에 물·CO2는 사용할 수 없으며, 삼황화린은 100℃ 이상 가열 시 발화 위험이 있다.

가솔린의 연소범위는 약 1.4~7.6vol%이다. 하한이 낮아 소량의 증기만으로도 연소 가능한 혼합기를 형성하므로 인화 위험이 크다.

과망간산칼륨(KMnO4)은 물에 잘 녹는 흑자색(흑보라색) 결정으로, 수용액은 진한 보라색을 띤다. 에탄올·아세톤에도 녹으며, 진한 황산과 접촉하면 폭발 위험이 있는 강산화제이다.

질산구아니딘은 제5류, 황린은 제3류 위험물인데 혼재 가능 조합(1류-6류, 2류-4류·5류, 3류-4류, 4류-5류)에 5류-3류는 없으므로 혼재할 수 없다. 염소화규소화합물(3류)-특수인화물(4류), 고형알코올(2류)-니트로화합물(5류), 염소산염류(1류)-질산(6류)은 모두 혼재 가능한 조합이다.

위험물의 운반은 그 용기, 적재방법 및 운반방법에 관하여 정하는 중요기준과 세부기준에 따라 행하여야 한다고 규정되어 있다. "검사방법"은 이 조문에 포함되는 용어가 아니다.

경유의 착화온도는 약 257℃로 가솔린(약 300℃)보다 낮으므로 옳은 설명이다. 경유는 제2석유류이고, 증기비중은 1보다 훨씬 크며, 담황색 액체로서 원유 증류 시 가솔린·등유보다 나중에 유출되는 유분이다.

위험물안전관리법에서 "위험물"이란 인화성 또는 발화성 등의 성질을 가지는 것으로서 대통령령이 정하는 물품을 말한다. 법률상 정의된 용어는 인화성물질이나 가연물이 아니라 "위험물"이다.

수원의 수위가 펌프보다 낮은 위치에 있는 가압송수장치에 설치하는 물올림장치는 전용의 물올림탱크를 설치하여야 하므로 타설비와 겸용한다는 설명은 적합하지 않다. 고압 전기설비와의 절연 공간 확보, 제어밸브 하류측에 스트레이너-일제개방밸브 순 설치, 방사구역 상호 중복은 모두 옳은 기준이다.

소화설비를 설치하는 탱크의 공간용적은 소화약제 방출구 아래 0.3m 이상 1m 미만 사이의 면으로부터 윗부분이므로, 최대 허가량은 방출구 아래 0.3m 면까지 채운 용량이다. 유효 높이는 $15 - 1 - 0.3 = 13.7\,\mathrm{m}$이고, 허가량은 $100 \times 13.7 = 1{,}370\,\mathrm{m^3}$이다.

벤조일퍼옥사이드(과산화벤조일)는 제5류 위험물의 유기과산화물이며, 지정수량 10배 운반 시 제5류와 혼재할 수 있는 것은 제2류와 제4류이다. 보기 중에서는 제2류가 혼재 가능한 유별에 해당한다.

제4종 분말소화약제의 주성분은 탄산수소칼륨과 요소의 반응생성물(KHCO3 + (NH2)2CO)이므로 탄산수소나트륨과 요소로 연결한 것은 잘못이다. 제1종은 탄산수소나트륨, 제2종은 탄산수소칼륨, 제3종은 제1인산암모늄이 맞다.

이동탱크저장소로 운송 시 운송책임자의 감독·지원을 받아야 하는 위험물은 알킬알루미늄, 알킬리튬 및 이들을 함유하는 위험물이다. 칼륨·질산에스테르류·아염소산염류는 해당하지 않는다. ※ 현행 기준으로는 질산에스테르류를 질산에스터류로 표기한다.

오황화린(P2S5)은 물과 반응하여 황화수소(H2S)와 인산을 생성하고, 이 황화수소를 연소시키면 독성 가스인 이산화황(SO2)이 발생한다. 반응식은 P2S5 + 8H2O → 5H2S + 2H3PO4, 2H2S + 3O2 → 2SO2 + 2H2O이다.

제2류 위험물의 금속분은 알칼리금속·알칼리토류금속·철·마그네슘 외의 금속분말을 말하되 구리분·니켈분은 제외하므로 구리분은 제2류 위험물이 아니다. 알루미늄분·크롬분·몰리브덴분은 금속분에 포함된다.

소화난이도등급 Ⅰ의 옥내탱크저장소 중 인화점 70℃ 이상의 제4류 위험물만을 저장·취급하는 것에는 물분무소화설비, 고정식 포소화설비, 이동식 외의 불활성가스·할로겐화합물·분말소화설비를 설치하도록 규정되어 있다. 스프링클러설비는 여기에 포함되지 않는다.

제6류 위험물인 과염소산(비중 약 1.76), 과산화수소(약 1.46), 질산(약 1.49)은 모두 비중이 물보다 큰 액체이므로 3개 전부 해당한다. 제6류 위험물은 모두 비중이 1보다 큰 산화성 액체라는 공통 성질을 가진다.

알루미늄분은 연소하면 산화알루미늄(Al2O3)이 생성되며(4Al + 3O2 → 2Al2O3), 수산화알루미늄과 수소가 생기는 것이 아니므로 틀린 설명이다. 수소가 발생하는 것은 뜨거운 물이나 염산과 반응할 때이며, 산화제와 혼합하면 가열·충격으로 발화할 수 있다.

염소산칼륨(KClO3)은 제1류 산화성 고체로 분해하며 산소를 공급하므로, 가연물인 적린과 혼합하면 약간의 충격·마찰로도 폭발적으로 반응하여 오산화인(P2O5)을 생성한다. 산화제와 환원제(적린)의 혼촉 위험의 대표적인 예이다.

과염소산칼륨(과염소산염류)·과산화나트륨(무기과산화물)·금속칼슘(알칼리토금속)의 지정수량은 모두 50kg인데, 유황(제2류)의 지정수량은 100kg이므로 유황만 다르다. ※ 현행 기준으로는 유황을 황으로 표기한다.

옥내소화전은 제조소등 건축물의 층마다 그 층의 각 부분에서 하나의 호스접속구까지의 수평거리가 25m 이하가 되도록 설치하는 것이 옳다. 수원은 설치개수(최대 5개)에 7.8m3를 곱한 양 이상, 방수압력은 350kPa 이상, 방수량은 분당 260L 이상이어야 하므로 나머지 보기는 수치가 틀렸다.

운반용기 수납율은 고체위험물의 경우 내용적의 95% 이하, 액체위험물의 경우 98% 이하(55℃에서 누설되지 않도록 공간용적 유지)로 규정되어 있다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 분해 시 일산화탄소, 질소, 수소와 탄소를 생성하며(2C6H2CH3(NO2)3 → 12CO + 3N2 + 5H2 + 2C), 암모니아(NH3)는 주 생성물이 아니다.

히드라진(N2H4)은 제4류 위험물 제2석유류(수용성)에 해당하므로 지정수량은 2000L이다. 제4류 위험물은 액체이므로 지정수량 단위가 kg이 아닌 L임에 주의한다.

탄화칼슘(CaC2, 카바이드)은 물과 반응하여 아세틸렌(C2H2) 가스를 발생시킨다. 반응식은 CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2이며, 아세틸렌은 연소범위(약 2.5~81%)가 매우 넓은 가연성 가스이다.

특수인화물은 이황화탄소·디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 -20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것을 말한다. 발화점 150℃ 기준이나 인화점 21~70℃(제2석유류 기준)는 특수인화물의 정의가 아니다.

과산화칼륨(K2O2)은 무기과산화물로 물과 반응하여 산소를 방출하며 다량의 열을 발생시키므로(2K2O2 + 2H2O → 4KOH + O2 + 발열) 물과 접촉하면 위험성이 커진다. 과망간산나트륨·요오드산칼륨·과염소산칼륨은 물에 녹을 뿐 발열 위험 반응을 하지 않는다.

제6류 위험물(과염소산, 과산화수소, 질산 등)은 산화성 액체이다. 산화성 고체는 제1류, 금수성·자연발화성 물질은 제3류의 성질이다.

알코올포소화약제(내알코올포)는 수용성 용매가 포 속의 수분을 빼앗아 포를 파괴하는 소포 현상을 막도록 만든 약제로, 알코올·아세톤 등 수용성 가연성 액체 화재에 유효하다. 단백포·수성막포·합성계면활성제포는 수용성 용매 화재에서는 포가 파괴되어 효과를 잃는다.

연소 우려가 있는 외벽의 기산점이 되는 선은 제조소등이 설치된 부지의 경계선, 제조소등에 인접한 도로의 중심선, 제조소등의 외벽과 동일 부지 내 다른 건축물의 외벽 간의 중심선 3가지이다. "다른 건축물과 제조소 부지 간의 중심선"은 규정된 기산선이 아니다.

금속의 아지화합물(아지드화합물)은 행정안전부령으로 정하는 제5류 위험물에 해당하므로 제1류가 아니다. 과요오드산염류, 퍼옥소붕산염류, 요오드의 산화물은 모두 행정안전부령으로 정하는 제1류 위험물(산화성 고체)이다. ※ 현행 기준으로는 요오드를 아이오딘으로 표기한다.

황린은 제3류 위험물이지만 자연발화성이 있어 공기와의 접촉을 막기 위해 물속(보호액)에 저장하여야 하므로, 건조한 장소에 저장한다는 설명은 잘못이다. 덩어리 유황의 용기 미수납 저장, 옥내저장소 55℃ 이하 유지, 이동저장탱크의 유별·품명 등 표시는 모두 옳은 기준이다.

마그네슘은 더운물과 반응하면 산소가 아니라 수소를 발생시키므로(Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2) 틀린 설명이다. 은백색 광택의 금속분말로 열전도율·전기전도도가 크고, 황산 등 산과 반응하여 수소가스를 발생시킨다.

톨루엔(C6H5CH3)의 증기비중은 $\dfrac{92}{29} \approx 3.2$로 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉬우므로, 증기비중 0.87로 높은 곳에 체류한다는 설명은 틀렸다. 인화점은 약 4℃이고, 독성은 벤젠보다 약하며, 유체 마찰에 의한 정전기로 인화할 수 있다.

경유는 제2석유류 비수용성으로 지정수량 1000L, 글리세린은 제3석유류 수용성으로 지정수량 4000L이다. 배수의 합은 $\dfrac{2000}{1000} + \dfrac{2000}{4000} = 2 + 0.5 = 2.5$이다.

마그네슘은 제2류 위험물(가연성 고체)이므로 제3류가 아니다. 나트륨·칼륨(각 지정수량 10kg)과 칼슘(알칼리토금속, 50kg)은 모두 제3류 위험물이다.

적재 시 차광성 있는 피복으로 가려야 하는 것은 제1류, 제3류 중 자연발화성물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류, 제6류 위험물이다. 아세트알데히드는 제4류 특수인화물이므로 차광 대상이고, 아세톤(제1석유류)·메틸알코올(알코올류)·아세트산(제2석유류)은 해당하지 않는다.

시멘트 분말은 이미 소성을 마친 불연성 무기물이므로 분진폭발을 일으키지 않는다. 아연분 같은 금속분과 밀가루·커피 같은 유기물 분말은 공기 중에 부유하면 분진폭발 위험이 있다.

나트륨은 물과 반응하여 수소를 발생시키고(2Na + 2H2O → 2NaOH + H2) 불꽃 반응 시 노란색을 나타낸다. 칼륨은 불꽃색이 보라색이고, 과산화칼륨·과산화나트륨은 물과 반응 시 수소가 아닌 산소를 발생시킨다.

삼황화인(P4S3)은 이황화탄소(CS2), 질산, 알칼리에는 녹지만 찬물, 염산, 황산에는 녹지 않는다. 따라서 보기 중 가장 잘 녹는 것은 이황화탄소이다.