[위험물기능사 필기] 10년 2회차 기출문제 해설 페이지

인화칼슘 $\mathrm{Ca_3P_2}$는 제3류 금수성 물질로 물과 반응해 유독·가연성인 포스핀 $\mathrm{PH_3}$를 발생시키므로 주수소화가 금지되고 마른모래·팽창질석 등으로 질식소화한다. 반응식은 $\mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3}$이다. 염소산나트륨·황·적린은 물에 의한 냉각소화가 유효하다.

금속분·나트륨·코크스(목탄)처럼 휘발 성분이 거의 없고 열분해로 가연성 증기를 내지 않는 고체는 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 타는 표면연소(직접연소)를 한다. 확산연소는 가연성 기체, 분해연소는 목재·석탄·플라스틱, 증발연소는 황·나프탈렌·양초의 연소형태이다.

인화성 액체(제4류)는 대부분 물보다 가벼워 물을 부으면 액면 위로 떠서 화재면이 확대되므로 물통·수조에 의한 냉각소화는 부적합하다. 질식효과를 내는 이산화탄소·분말(탄산수소염류)·포소화기가 적응성이 있으며, 물을 쓰더라도 봉상주수가 아닌 무상(물분무) 형태로 사용한다.

횡으로 설치한 원통형 탱크의 내용적은 $V=\pi r^2\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)$로 구한다. 그림의 값 $r=5\,\mathrm{m},\ l=12\,\mathrm{m},\ l_1=l_2=2\,\mathrm{m}$를 대입하면 $V=\pi\times 5^2\times\left(12+\dfrac{4}{3}\right)=1047.20\,\mathrm{m^3}$이다. 공간용적이 내용적의 $\dfrac{5}{100}$이므로 탱크 용량은 $1047.20\times0.95=994.84\,\mathrm{m^3}$이다.

알킬알루미늄은 공기·물과 접촉하면 즉시 발화하므로 이동저장탱크에 저장할 때 탱크 내부의 공기를 몰아내고 질소 등 불활성 기체를 $20\,\mathrm{kPa}$ 이하의 압력으로 봉입해야 한다. 꺼낼 때에도 동시에 $200\,\mathrm{kPa}$ 이하의 불활성 기체를 봉입하도록 규정한다.

주유취급소 건축물의 2층을 점포·휴게음식점·전시장 용도로 쓰는 경우, 2층에서 직접 부지 밖으로 통하는 출입구와 그 출입구로 통하는 통로·계단·출입구에는 피난설비인 유도등을 설치해야 한다. 옥내주유취급소도 같은 기준이 적용되며, 유도등에는 비상전원을 갖추어야 한다.

위험물안전관리법령상 물분무등소화설비는 물분무·포·불활성가스(이산화탄소)·할로겐화합물·분말 소화설비를 통칭한다. 스프링클러설비는 물분무등소화설비가 아니라 옥내·옥외소화전설비와 함께 별도 구분되는 소화설비이다.

아세톤 $\mathrm{CH_3COCH_3}$의 분자량은 58이므로 증기비중은 $\dfrac{58}{29}=2.0$으로 공기보다 무겁다. 따라서 증기는 낮은 곳에 체류하므로 바닥 부근의 환기에 주의해야 한다. 물에 잘 녹는 휘발성 인화성 액체여서 물분무·내알코올포 소화가 가능하다.

화학포의 반응식은 $\mathrm{6NaHCO_3 + Al_2(SO_4)_3\cdot 18H_2O \rightarrow 3Na_2SO_4 + 2Al(OH)_3 + 6CO_2 + 18H_2O}$이므로 탄산수소나트륨 6몰에서 이산화탄소 6몰이 생성된다. 표준상태에서 기체 1몰은 $22.4\,\mathrm{L}$이므로 $6\times22.4=134.4\,\mathrm{L}$이다.

질식소화는 산소 공급원을 차단하거나 산소농도를 연소한계 아래(약 15% 이하)로 낮추어 연소를 멈추게 하는 방법이다. 제거작용은 가연물 자체를 없애는 것, 희석작용은 농도를 묽게 하는 것, 억제작용은 연쇄반응을 차단하는 화학적 소화이다.

포소화약제는 유면을 오래 덮고 있어야 하므로 열과 화염에 견디며 쉽게 분해·증발하지 않는 안정성이 요구된다. 그 밖에 부착성, 바람에 견디는 응집성, 화면을 빠르게 덮는 유동성, 독성이 없을 것 등이 조건이다.

분진폭발은 공기 중에 부유한 가연성 미분이 점화되어 일어나므로 가연물이어야 한다. 모래($\mathrm{SiO_2}$)는 이미 완전히 산화된 불연성 무기물이라 더 이상 연소하지 않아 분진폭발 위험이 없고, 오히려 소화용 건조사로 쓰인다. 밀가루·알루미늄분·석탄분은 대표적인 분진폭발 물질이다.

덩어리 상태의 유황만을 지반면에 설치한 경계표시 안쪽에서 저장하는 옥외저장소는 하나의 경계표시 내부면적을 $100\,\mathrm{m^2}$ 이하로 해야 한다. 경계표시를 2 이상 설치할 때 내부면적의 합계는 $1{,}000\,\mathrm{m^2}$ 이하이고, 경계표시 간 간격은 공지너비의 $\dfrac{1}{2}$ 이상으로 한다. ※ 현행 기준으로는 '유황'을 '황'으로 표기한다.

자동화재탐지설비의 경계구역은 원칙적으로 건축물 그 밖의 공작물의 2 이상의 층에 걸치지 않도록 해야 한다. 다만 하나의 경계구역 면적이 $500\,\mathrm{m^2}$ 이하이면서 2개 층에 걸치는 경우나 계단·경사로에 설치하는 경우만 예외로 인정된다.

제조소등의 관계인은 안전관리자를 선임하거나 해임한 때에는 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고해야 한다. 해임·퇴직 시 재선임은 30일 이내이고, 대리자 지정 기간도 30일을 초과할 수 없으며, 안전교육을 받은 자도 일정 범위에서 안전관리자가 될 수 있다.

과산화나트륨은 제1류 무기과산화물로 물과 반응해 조연성(지연성) 가스인 산소를 내며 다량의 열을 발생시킨다. 반응식은 $\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2}$이다. 과염소산나트륨·질산나트륨·중크롬산나트륨은 물에 녹기만 할 뿐 상온에서 물과 반응해 가스를 내지 않는다.

제3종 분말인 인산염류 소화설비는 제4류 인화성 액체와 제6류 산화성 액체 모두에 적응성이 인정된다. 이산화탄소·할로겐화합물·탄산수소염류 소화설비는 제4류에는 적응성이 있으나 제6류에는 적응성이 없다.

옥내소화전설비는 물을 방사하는 설비이므로 물과 반응해 가연성 가스를 내거나 발열하는 제3류 금수성 물품에는 적응성이 없다. 제2류 인화성 고체, 제5류, 제6류 위험물에는 냉각효과로 적응성이 인정된다.

화재는 A급(일반, 백색), B급(유류·가스, 황색), C급(전기, 청색), D급(금속, 무색)으로 구분한다. 따라서 유류 화재가 B급이며 목재는 A급, 전기는 C급, 금속분은 D급이다.

밸브 없는 통기관은 지름을 $30\,\mathrm{mm}$ 이상으로 해야 하며, 선단은 수평면보다 45도 이상 구부려 빗물 침투를 막는 구조로 한다. '30mm 미만'이라고 한 부분이 기준에 어긋난다. 통기관 선단은 지면으로부터 4m 이상 높이에 설치한다.

제5류 위험물 중 유기과산화물과 질산에스테르류는 지정수량 10kg으로 위험등급 I에 해당한다. 니트로소화합물·아조화합물·히드록실아민은 지정수량 100kg으로 위험등급 II이다. ※ 현행 기준으로는 제5류가 품명별 지정수량 대신 1종 10kg·2종 100kg 체계로 개정되었다.

에틸렌글리콜은 제4류 제3석유류이고, 지정수량 10배 이상에서 제4류는 제2류·제3류·제5류와만 혼재할 수 있다(423, 524, 61). 과망간산나트륨은 제1류이므로 제4류와 혼재할 수 없다. 유황·알루미늄분은 제2류, 트리니트로톨루엔은 제5류라 모두 혼재가 가능하다.

과산화수소는 이산화망간 $\mathrm{MnO_2}$를 정촉매로 하면 분해가 급격히 촉진되어 물과 산소로 분해된다. 반응식은 $\mathrm{2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2}$이며, 그래서 분해 억제를 위해 인산·요산 등의 안정제를 넣는다.

마그네슘은 제2류 위험물로 지정수량이 500kg이므로 100kg이라고 한 것이 틀렸다. 유황은 100kg, 칼륨은 제3류로 10kg, 알루미늄분은 금속분으로 500kg이다.

제1류 산화성 고체 중 무기과산화물(과산화나트륨·과산화칼륨 등)은 물과 반응해 산소와 열을 발생시키므로 주수소화를 금하고 마른모래·팽창질석·탄산수소염류 분말로 질식소화해야 한다. 나머지 대부분의 제1류는 냉각소화가 유효하며, 통풍이 잘되는 서늘한 곳 저장과 조해성 물질의 밀전은 옳은 취급방법이다.

수소화나트륨 $\mathrm{NaH}$는 제3류 금속의 수소화물로 물과 반응해 가연성인 수소를 발생시킨다($\mathrm{NaH + H_2O \rightarrow NaOH + H_2}$). 따라서 물은 절대 사용할 수 없고 건조사·팽창질석·팽창진주암·탄산수소염류 분말로 질식소화한다.

알루미늄분에 기름을 묻히면 가연성 유분이 더해져 오히려 발화·연소 위험이 커지므로 옳지 않은 저장법이다. 기름 속 보관은 칼륨·나트륨 같은 제3류 금속에 쓰는 방법이며, 알루미늄분은 건조한 곳에 밀봉해 습기·산화제·할로겐과의 접촉을 피해 저장한다.

한국소방산업기술원이 완공검사를 실시하는 대상은 저장용량 50만 리터 이상의 옥외탱크저장소와 암반탱크저장소 등이며, 지정수량 1천배 이상 제4류를 취급하는 일반취급소의 완공검사는 시·도지사(소방서장) 소관이다. 기술검토 대상은 지정수량 3천배 이상의 제조소·일반취급소와 50만 리터 이상 옥외탱크저장소이다.

디에틸에테르는 제4류 특수인화물로 지정수량이 50L로 가장 작다. 아세톤은 제1석유류(수용성) 400L, 클로로벤젠은 제2석유류(비수용성) 1,000L, 크레오소트유는 제3석유류(비수용성) 2,000L이다.

제조소 게시판의 주의사항은 제3류 금수성물질과 제1류 무기과산화물이 '물기엄금', 제2류(인화성고체 제외)가 '화기주의', 제2류 인화성고체·제3류 자연발화성·제4류·제5류가 '화기엄금'이다. 따라서 제3류 금수성물질 - 물기엄금만 옳게 연결되었다.

과산화나트륨은 물과 반응해 산소와 열을 내는 금수성 물질이므로 물분무소화설비나 스프링클러설비가 설치된 장소에 두면 오작동 시 오히려 화재·폭발을 키운다. 가열·충격을 피하고 유기물·가연물과의 접촉을 막는 것은 옳은 취급방법이다.

니트로셀룰로오스는 건조하면 마찰·충격에 극히 예민해지므로 오히려 물이나 알코올로 습면시켜 저장하는 것이 안전한 보관법이다. 삼산화크롬·염소산칼륨·과망간산칼륨은 강산화제여서 아닐린·목탄분·글리세린 같은 가연물과 혼합하면 발화·폭발 위험이 크다.

질산은 빛과 열에 의해 분해되어 적갈색의 유독한 이산화질소 $\mathrm{NO_2}$를 발생시킨다. 반응식은 $\mathrm{4HNO_3 \rightarrow 2H_2O + 4NO_2 + O_2}$이며, 이 때문에 질산은 갈색병에 넣어 직사광선을 피해 보관한다.

제5류 자기반응성 물질의 운반용기 외부에는 '화기엄금'과 '충격주의'를 표시해야 한다. 참고로 제1류 무기과산화물은 '화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의', 제3류 금수성은 '물기엄금'을 표시한다.

과산화칼륨은 제1류 산화성 고체로 그 자체는 불연성이며 다른 가연물의 연소를 돕는 조연성 물질이다. 따라서 '가연성 물질'이라는 설명이 틀렸다. 피부를 부식시키고 물과 반응해 산소를 방출하며 가연물과 혼합 시 충격으로 발화할 수 있다는 설명은 옳다.

위험물제조소·일반취급소는 연면적 $500\,\mathrm{m^2}$ 이상이면 경보설비 중 자동화재탐지설비를 설치해야 한다. 이 밖에 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우 등도 설치 대상이다.

과염소산의 분자식은 $\mathrm{HClO_4}$로 제6류 산화성 액체이다. $\mathrm{KClO_4}$(과염소산칼륨)와 $\mathrm{KClO_2}$(아염소산칼륨)는 제1류 산화성 고체이고 $\mathrm{HClO_2}$는 아염소산이다.

트리니트로페놀(피크린산)은 제5류 니트로화합물로 분해 시 일산화탄소·질소·수소 등 다량의 가스를 급격히 발생시키며 폭발한다. 폭발속도는 약 7,000m/s에 이르고, 자체 연소(내부연소)를 하며 상온에서는 안정한 황색 결정으로 자연발화하지 않는다.

트리에틸알루미늄은 물과 격렬히 반응해 가연성 기체인 에탄을 발생시킨다. 반응식은 $\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}$이다. 참고로 트리메틸알루미늄은 같은 방식으로 메탄을 발생시킨다.

증기비중은 $\dfrac{\text{분자량}}{29}$로 구하며, 등유는 탄소수 $\mathrm{C_9}\sim\mathrm{C_{18}}$의 혼합물로 평균 분자량이 커서 증기비중이 약 4~5로 가장 크다. 벤젠은 $\dfrac{78}{29}=2.7$, 에테르는 $\dfrac{74}{29}=2.55$, 메틸알코올은 $\dfrac{32}{29}=1.1$이다.

칼륨은 제3류 자연발화성 및 금수성 물질로 지정수량 10kg이다. 황화린·유황·마그네슘은 모두 제2류 가연성 고체에 속한다.

과산화수소는 서서히 분해되어 산소를 발생시키므로 밀전하면 내압이 상승해 용기가 파열될 수 있다. 따라서 갈색 유리용기에 넣되 구멍 뚫린 마개(통기성 마개)를 사용해 발생 가스를 배출시켜야 한다. 제6류는 불연성이지만 물에 잘 녹으므로 옥내소화전·물분무설비로 냉각·희석 소화가 가능하다.

내알코올포(수성막포가 아닌 알코올형 포)는 일반 포가 소포되는 수용성 위험물 화재에 사용한다. 보기 중 초산 $\mathrm{CH_3COOH}$만 물에 잘 녹는 수용성 물질이고, 벤젠·톨루엔·크실렌은 비수용성이어서 일반 포로도 소화된다.

니트로글리세린은 가열·마찰·충격에 매우 민감해 규조토에 흡수시켜 다이너마이트로 만들어 사용한다. 품명은 니트로화합물이 아니라 질산에스테르류이고, 물에는 거의 녹지 않으며 알코올·벤젠에 녹는 상온에서 무색투명한 기름상 액체이다.

위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이다. 아염소산염류는 지정수량 50kg이므로 $\dfrac{500}{50}=10$배, 질산염류는 300kg이므로 $\dfrac{3000}{300}=10$배로 합계 20배이다. 따라서 소요단위는 $\dfrac{20}{10}=2$이다.

질산에틸의 화학식은 $\mathrm{C_2H_5ONO_2}$이다. 분자량은 $12\times2+1\times5+14+16\times3=24+5+14+48=91$이다.

등유는 제2석유류로 인화점이 약 40~70℃로 가장 높다. 벤젠은 −11℃, 아세톤은 −18℃로 제1석유류이고, 아세트알데히드는 −38℃로 특수인화물이다.

과산화나트륨은 물(특히 온수)과 반응해 수산화나트륨과 산소를 발생시키며 많은 열을 낸다. 반응식은 $\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2}$이다. 이산화탄소와 반응하면 탄산나트륨과 산소를, 초산과 반응하면 초산나트륨과 과산화수소를 생성한다.

벤젠 $\mathrm{C_6H_6}$의 분자량은 78로 증기비중이 $\dfrac{78}{29}=2.7$이므로 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류한다. 따라서 바닥 부근의 환기에 주의해야 한다. 정전기 방지, 피부 접촉 방지, 통풍이 잘되는 서늘하고 어두운 곳 저장은 옳은 주의사항이다.

탱크의 용량은 내용적에서 공간용적을 뺀 값이며, 공간용적은 원칙적으로 내용적의 $\dfrac{5}{100}$ 이상 $\dfrac{10}{100}$ 이하이다. 따라서 용량은 $300\times0.90=270\,\mathrm{L}$부터 $300\times0.95=285\,\mathrm{L}$까지가 된다.

위험물운송자가 위험물안전카드를 휴대해야 하는 대상은 제1류·제2류·제3류·제5류·제6류 위험물 전부와 제4류 중 특수인화물 및 제1석유류이다. 알코올류·제2석유류 이하의 제4류는 휴대 대상이 아니다.

제조소등에서 위험물을 유출·방출·확산시켜 사람의 생명·신체·재산에 위험을 발생시키면 1년 이상 10년 이하의 징역이고, 이로 인해 사람을 상해에 이르게 한 경우에는 무기 또는 3년 이상의 징역에 처한다. 사망에 이르게 한 경우는 무기 또는 5년 이상의 징역이다.

제2류 위험물 중 유황은 지정수량이 100kg이고, 철분·금속분·마그네슘은 모두 500kg이다. 따라서 유황만 다르다. ※ 현행 기준으로는 '유황'을 '황'으로 표기한다.

2가지 이상을 저장할 때는 각 지정수량 배수의 합이 1 이상이면 지정수량 이상으로 본다. 브롬산칼륨(300kg)과 염소산칼륨(50kg)은 $\dfrac{80}{300}+\dfrac{40}{50}=0.27+0.8=1.07$로 1을 넘는다. 나머지는 질산·과산화수소가 $\dfrac{100}{300}+\dfrac{150}{300}=0.83$, 질산칼륨·중크롬산나트륨이 $\dfrac{120}{300}+\dfrac{500}{1000}=0.9$, 휘발유·윤활유가 $\dfrac{20}{200}+\dfrac{2000}{6000}=0.43$으로 모두 1 미만이다.

알루미늄은 진한 질산과 접촉하면 표면에 치밀한 산화피막이 생겨 더 이상 반응이 진행되지 않는 부동태(부동태화)가 된다. 이 때문에 진한 질산은 알루미늄 용기에 저장·운반할 수 있다. 반면 묽은 질산·염산·황산에는 침식되어 수소를 발생시키며 녹는다.

아염소산염류는 제1류 중 위험등급 I의 고체 위험물이라 종이 포대나 플라스틱 필름 포대는 내장용기로 쓸 수 없다. 고체 위험물의 운반용기 기준에서 유리용기·플라스틱용기는 최대 10L, 금속제 용기는 최대 30L이므로 '유리 용기 : 10L'가 옳다.

인화칼슘은 물과 반응해 수산화칼슘과 포스핀을 생성한다($\mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3}$). 발생하는 포스핀 $\mathrm{PH_3}$는 독성이 매우 강한 동시에 가연성(자연발화성) 기체이므로 '불연성'이라는 설명이 틀렸다.

옥내소화전의 개폐밸브 및 호스접속구는 바닥면으로부터 $1.5\,\mathrm{m}$ 이하의 높이에 설치해야 한다. 이는 화재 시 누구나 손이 닿는 높이에서 조작할 수 있도록 하기 위한 기준이다.

제4류 알코올류는 1분자를 구성하는 탄소원자 수가 1~3개인 포화 1가 알코올을 말하며, 수용액인 경우 알코올 함유량이 60중량퍼센트 이상이어야 한다. 에틸알코올 $\mathrm{C_2H_5OH}$만 이 조건에 해당하고, 에틸렌글리콜은 2가 알코올(제3석유류), 알릴알코올은 불포화 알코올, 부틸알코올은 탄소수 4개라 각각 제외된다.

인화점 측정은 태그밀폐식으로 먼저 실시하고, 측정결과가 80℃를 초과하면 클리브랜드'개방컵(개방식)' 인화점측정기로 시험한다. 밀폐식이라고 한 부분이 틀렸다. 0℃ 미만이면 그 값을 인화점으로 하고, 0~80℃이면 동점도를 측정해 10㎟/s 미만이면 그 값을 인화점으로 하되 그렇지 않으면 세타밀폐식으로 다시 시험한다.