[위험물기능사 필기] 07년 2회차 기출문제 해설 페이지

화재의 급수별 표시 색상은 A급(일반화재) 백색, B급(유류화재) 황색, C급(전기화재) 청색, D급(금속화재) 무색이다. 유류화재는 B급이므로 황색으로 표시한다.

분말소화설비의 가압용 또는 축압용 가스로는 질소 또는 이산화탄소만 사용할 수 있다. 네온·아르곤은 규정된 가스가 아니고, 수소는 가연성 가스이므로 소화설비에 쓸 수 없다.

산소공급을 차단하는 것은 연소의 3요소 중 산소공급원을 없애는 질식효과이다. 제거효과는 가연물 자체를 없애거나 공급을 끊는 것(가스밸브 차단 등)을 말하므로 보기 1의 설명이 옳지 않다.

탄산수소나트륨의 열분해식은 $2\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$로, 이산화탄소 1몰당 탄산수소나트륨 2몰(168g)이 필요하다. 표준상태에서 $10\,\mathrm{m^3} = 10000\,\mathrm{L}$의 이산화탄소는 $\dfrac{10000}{22.4} \approx 446.4\,\mathrm{mol}$이므로, 필요량은 $446.4 \times 168 \approx 75000\,\mathrm{g} = 75\,\mathrm{kg}$이다.

브롬산암모늄은 제1류 위험물인 브롬산염류로 산화성 고체 위험물 자체이므로 소화약제로 쓸 수 없다. 이산화탄소는 가스계 소화약제, 제1인산암모늄은 제3종 분말소화약제, 황산알루미늄은 화학포 소화약제의 외약제로 사용된다.

소화기 표시 'A-2'에서 문자는 적응화재의 급수(A급, 일반화재)를, 숫자는 소화성능의 크기를 나타내는 능력단위를 뜻한다. 소요단위는 소화설비를 설치할 대상물(건축물·위험물)의 규모를 나타내는 단위이므로 구분해 기억한다.

양초(파라핀)는 고체가 열로 융해·증발하여 생긴 증기가 타는 증발연소를 한다. 목탄은 표면연소, 나무는 분해연소, 니트로셀룰로오스는 자체 산소로 타는 자기연소에 해당한다.

위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이고 동식물유류의 지정수량은 10000L이므로 1소요단위는 100000L이다. 따라서 $\dfrac{400000}{10000 \times 10} = 4$단위가 된다.

자연발화는 축적된 열이 빠져나가지 못할 때 일어나므로, 열전도율이 크면 발생한 열이 잘 방출되어 위험성이 가장 낮다. 표면적이 넓거나 주위온도가 높거나 적당한 수분이 있는 조건은 모두 발열·축열을 촉진해 자연발화 위험을 키운다.

분말소화약제는 제1종이 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$), 제2종이 탄산수소칼륨($\mathrm{KHCO_3}$), 제3종이 제1인산암모늄, 제4종이 탄산수소칼륨과 요소의 반응물이다. 따라서 제1종은 탄산수소나트륨을 주성분으로 한 분말이다.

개방형 스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러설비의 방사구역은 150m2 이상으로 하여야 한다. 다만 방호대상물의 바닥면적이 150m2 미만인 경우에는 그 바닥면적으로 한다.

니트로셀룰로오스는 제5류 자기반응성 물질로 분자 내에 산소를 가지고 있어 질식소화(이산화탄소·할로겐화합물·분말)가 효과가 없다. 따라서 다량의 물로 냉각소화하는 것이 가장 적합하다.

BLEVE는 액화가스 저장탱크가 외부 화재로 가열되어 내부 액체가 비등하고, 탱크가 파열되는 순간 액화가스가 급격히 기화·팽창하면서 폭발하는 현상이다. 보기 3은 보일오버, 보기 4는 프로스오버 계열의 유류탱크 화재 현상에 대한 설명이다.

정전기는 전기 전도성이 나쁜 부도체 액체일수록 축적되기 쉬우므로, 전도성이 좋을수록 정전기 발생에 유의하라는 보기 3이 틀렸다. 인화성 액체는 대체로 전도도가 낮아 유동·주입 시 정전기가 쌓이기 쉬우므로 접지와 유속 제한이 필요하다.

유기과산화물은 건조한 상태일수록 마찰·충격에 민감해 위험하므로, 물이나 프탈산디메틸 같은 희석제로 습윤시켜 저장한다. 따라서 습기를 막고 건조 상태로 저장한다는 보기 3이 틀렸다.

분진에 직사주수하면 퇴적된 분진이 비산하여 오히려 2차 폭발을 유발하므로, 무상주수 등으로 조심스럽게 소화해야 한다. 금속분에는 물·이산화탄소·할로겐화합물이 적응성이 없어 마른모래나 탄산수소염류 분말을 사용한다.

산·알칼리 소화기는 탄산수소나트륨 수용액과 황산이 반응할 때 생기는 탄산가스(이산화탄소)의 압력으로 약제를 방출한다. $2\mathrm{NaHCO_3} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{Na_2SO_4} + 2\mathrm{H_2O} + 2\mathrm{CO_2}\uparrow$

대부분의 유류는 물보다 가벼워 물 위에 뜨므로, 주수하면 기름이 물을 타고 퍼져 화재면이 확대된다. 이 때문에 유류화재에는 포·분말·이산화탄소 등 질식소화가 적합하다.

고온체의 색과 온도는 암적색 약 700℃, 적색 약 850℃, 휘적색 약 950℃, 황적색 약 1100℃, 백적색 약 1300℃, 휘백색 약 1500℃로 구분한다. 따라서 휘적색은 약 950℃이다.

지정수량 100배 이상을 저장·취급하는 옥내저장소(고인화점 위험물만 저장·취급하는 것은 제외)에는 자동화재탐지설비를 설치하여야 한다. 지정수량 10배 이상의 제조소등에는 경보설비를 설치하되, 규모가 큰 옥내저장소에는 자동화재탐지설비가 요구된다.

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)은 산화성 액체인 제6류 위험물이므로 산화성 고체(제1류)에 속하지 않는다. 과산화나트륨은 무기과산화물, 과염소산암모늄은 과염소산염류, 염소산칼륨은 염소산염류로 모두 제1류이다.

오황화린은 물과 반응하여 황화수소와 인산을 생성한다. $\mathrm{P_2S_5} + 8\mathrm{H_2O} \rightarrow 5\mathrm{H_2S}\uparrow + 2\mathrm{H_3PO_4}$ 발생하는 황화수소는 가연성이고 유독하므로 물기와의 접촉을 피해 저장한다.

질소는 불연성 가스이므로 공기 중 질소 농도가 높아지면 상대적으로 산소 농도가 낮아져 폭발이 억제된다. 밀폐공간의 고온·고압 유지, 인화성 가스의 공존, 분진 자체의 폭발성은 모두 분진폭발을 대형화시키는 요인이다.

나트륨은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)이므로 아연분(제2류)과 함께 묶인 보기 4는 제2류만의 조합이 아니다. 철분·황화린·마그네슘·적린·유황·아연분은 모두 제2류 가연성 고체에 해당한다.

황린은 $\mathrm{P_4}$ 분자로 분자량 약 124, 융점 약 44℃, 비점 약 280℃, 비중 약 1.82이다. 따라서 비중이 약 1.83이라는 설명만 옳다.

알루미늄분은 끓는 물과 반응하여 수소를 발생시킨다. $2\mathrm{Al} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{H_2}\uparrow$ 알칼리 수용액과 반응할 때도 산소가 아니라 수소가 나오며, 금속 중 연소열량이 큰 편이고 할로겐 원소와 접촉하면 발화할 수 있다.

인화점은 이황화탄소 약 -30℃, 디에틸에테르 약 -45℃, 아세트알데히드 약 -38℃, 산화프로필렌 약 -37℃이다. 따라서 네 가지 특수인화물 중 인화점이 가장 높은 것은 이황화탄소이다.

아마인유는 요오드값 130 이상인 건성유이고 올리브유는 요오드값 100 이하인 불건성유이므로, 아마인유의 요오드값이 더 크다. 요오드값이 클수록 이중결합이 많아 공기 중 산소와 결합하기 쉽고 산화열 축적으로 자연발화 위험이 크다. ※ 현행 표기로는 요오드값을 '아이오딘값'이라 한다.

질산에틸($\mathrm{C_2H_5ONO_2}$)은 물에 거의 녹지 않고 알코올·에테르에 녹으므로 보기 4가 틀렸다. 비점 약 88℃의 무색 액체이며, 분자량이 91이어서 증기비중이 약 3.1로 공기보다 무겁다.

제5류 위험물은 대부분 분자 내에 산소를 포함하지만 아지화나트륨이나 히드라진 유도체처럼 산소를 갖지 않는 것도 있으므로 '모두 산소를 포함한다'는 설명은 옳지 않다. 자기반응성 물질이라는 점, 피크르산이 니트로화합물이라는 점, 니트로기가 많을수록 폭발력이 커진다는 점은 모두 옳다.

니트로셀룰로오스는 셀룰로오스에 질산과 황산의 혼산을 작용시켜 만드는 질산에스테르이므로, 염기와 반응시켜 만든다는 보기 1이 틀렸다. 질화도(질소 함유량)가 높을수록 위험하며 이에 따라 강면약과 약면약으로 구분하고, 약 130℃에서 분해가 시작된다.

과염소산·질산·과산화수소는 모두 제6류 위험물(산화성 액체)로 지정수량이 각각 300kg이다. 따라서 합은 $300 + 300 + 300 = 900\,\mathrm{kg}$이다.

제6류 위험물은 비중이 과염소산 약 1.76, 질산 약 1.49, 과산화수소 약 1.46으로 모두 물보다 무겁다. 세 물질 모두 물에 잘 녹는 무기화합물이고 그 자체는 불연성 산화제이므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

과산화수소는 농도가 약 60% 이상일 때 충격 등에 의해 단독으로 폭발할 위험이 있으므로 30%에서 단독 폭발한다는 보기 3이 틀렸다. 물·알코올에 잘 녹고, 이산화망간 같은 정촉매가 있으면 분해가 촉진되어 산소를 발생한다.

질산은 금·백금 등 귀금속은 부식시키지 못하므로 보기 4가 틀렸다(금·백금은 왕수에만 녹는다). 분자량은 63이고, 햇빛·열에 분해하여 산소와 이산화질소를 내며, 물과 섞이면 심하게 발열한다.

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

옥외저장탱크의 보유공지는 지정수량 500배 이하 3m, 500배 초과 1000배 이하 5m, 1000배 초과 2000배 이하 9m 이상 등으로 규정한다. 따라서 500배 이하이면 탱크 옆판으로부터 3m 이상의 보유공지가 필요하다.

염소산나트륨은 철제 용기를 부식시키므로 철제가 아닌 유리 등의 용기에 넣어 밀전 보관해야 하며, 따라서 보기 3이 틀렸다. 조해성이 커서 방습에 유의하고 금속분·산과의 혼입을 피해 건조하고 환기가 잘 되는 곳에 저장한다.

위험물 저장탱크의 공간용적은 원칙적으로 탱크 내용적의 5/100 이상 10/100 이하로 한다. 다만 소화약제 방출구를 탱크 윗부분에 설치한 경우에는 방출구 아래 0.3m 이상 1m 미만 사이의 면으로부터 윗부분의 용적으로 한다.

인화칼슘은 물(수분)과 반응하여 수산화칼슘과 유독·가연성인 포스핀을 발생시킨다. $\mathrm{Ca_3P_2} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 3\mathrm{Ca(OH)_2} + 2\mathrm{PH_3}\uparrow$ 따라서 물기와의 접촉을 엄격히 피해 저장해야 한다.

운반용기 외부에는 위험물의 품명·위험등급·화학명 및 수용성(제4류 중 수용성인 것에 한함), 위험물의 수량, 수납하는 위험물에 따른 주의사항을 표시한다. 지정수량은 표시 사항에 포함되지 않는다.

휘발유의 인화점은 약 -43~-20℃로 상온보다 훨씬 낮아 상온에서 이미 인화 위험이 있으므로, 인화점이 상온이라는 보기 2가 틀렸다. 증기비중이 3~4로 무거워 낮은 곳에 체류하므로 통풍이 필요하고, 전기 부도체여서 정전기와 강산화제 접촉에도 주의해야 한다.

유황은 제2류 위험물(가연성 고체)로 지정수량이 100kg이다. 같은 제2류에서 황화린·적린도 100kg, 철분·금속분·마그네슘은 500kg, 인화성 고체는 1000kg이다. ※ 현행 기준으로는 품명 표기가 '유황'에서 '황'으로 변경되었다.

디에틸에테르는 인화점이 약 -45℃인 특수인화물로 강산화제와 혼합하면 발화·폭발 위험이 매우 크므로 보기 1이 잘못되었다. 공기와 접촉하면 과산화물이 생성되므로 갈색병에 밀전하고, 대량 저장 시 불활성가스를 봉입하며 정전기와 환기에 주의한다.

트리니트로페놀(피크르산)은 알코올·에테르·벤젠·온수에 녹는 황색의 침상 결정이다. 금속과 반응해 예민한 피크르산염을 만들므로 구리·납 등의 금속 용기를 피하고, 마찰·충격에 대비해 물로 습윤시켜 저장한다.

금속나트륨은 공기 중의 수분과 반응하여 수소를 발생시키며 발화할 수 있다($2\mathrm{Na} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH} + \mathrm{H_2}\uparrow$). 따라서 등유·경유 같은 석유류 보호액 속에 넣어 습기 및 공기와의 접촉을 차단한다.

과산화칼륨은 제1류 무기과산화물로 물과 반응하여 수산화칼륨과 산소를 발생시키며 많은 열을 낸다. $2\mathrm{K_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{KOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$ 염소산암모늄·염소산칼륨·과망간산칼륨은 물에 녹을 뿐 이런 발열·산소 방출 반응을 하지 않는다.

과산화나트륨은 물(온수)과 반응하여 수산화나트륨과 산소를 발생시킨다. $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$ 이산화탄소와 반응하면 탄산나트륨과 산소가, 초산과 반응하면 초산나트륨과 과산화수소가 생성된다.

탄화칼슘($\mathrm{CaC_2}$)은 제3류 위험물 중 '칼슘 또는 알루미늄의 탄화물'로 물과 반응해 아세틸렌을 발생시킨다. 유황(S)과 마그네슘(Mg)은 제2류이고, 오산화인($\mathrm{P_2O_5}$)은 위험물로 분류되지 않는다.

칼륨은 에탄올과 반응하여 칼륨에틸레이트와 수소를 발생시킨다. $2\mathrm{K} + 2\mathrm{C_2H_5OH} \rightarrow 2\mathrm{C_2H_5OK} + \mathrm{H_2}\uparrow$ 과산화마그네슘과 염화수소는 과산화수소를, 과산화칼륨과 탄산가스는 산소를, 오황화린과 물은 황화수소를 발생시킨다.

질산섬유소는 니트로셀룰로오스의 다른 이름으로 제5류 위험물 질산에스테르류에 속한다. 질산은·질산암모늄과 칠레초석(질산나트륨)은 모두 제1류 질산염류이다.

과산화나트륨은 제1류 무기과산화물로 지정수량이 50kg이므로 100kg이라 한 보기 3이 틀렸다. 아염소산나트륨(아염소산염류)과 염소산칼륨(염소산염류)은 50kg, 브롬산칼륨(브롬산염류)은 300kg으로 옳다.

과염소산칼륨($\mathrm{KClO_4}$)은 분자량 약 138.5, 비중 약 2.52, 융점 약 610℃의 무색·무취 결정으로 물에 잘 녹지 않고 에탄올·에테르에도 녹지 않는다. 과염소산나트륨과 염소산나트륨은 조해성이 크고 알코올에 잘 녹으며, 염소산칼륨은 분자량이 약 122.5이다.

특수인화물의 지정수량은 50L, 제4석유류는 6000L이다. 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{200}{50} + \dfrac{12000}{6000} = 4 + 2 = 6$배이다.

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

삼황화린($\mathrm{P_4S_3}$)은 질산·이황화탄소·알칼리에는 녹지만 물·염산·황산에는 녹지 않는다. 오황화린·칠황화린이 물과 반응해 황화수소를 내는 것과 달리 삼황화린은 찬물과는 반응하지 않는다.

과산화수소는 분해를 억제하기 위해 인산($\mathrm{H_3PO_4}$)이나 요산 등의 안정제를 가한다. 은(Ag)과 이산화망간($\mathrm{MnO_2}$)은 오히려 분해를 촉진하는 정촉매이다.

'위험물제조소'라는 표지는 한 변의 길이 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이 0.6m 이상인 직사각형으로 하고 백색 바탕에 흑색 문자로 표시한다. 주의사항 게시판(화기엄금 등)의 적색 바탕·백색 문자와 구분해 기억한다.

인화점 200℃ 미만의 위험물을 저장하는 옥외저장탱크의 방유제는 탱크 옆판으로부터, 탱크 지름이 15m 미만이면 탱크 높이의 1/3 이상, 15m 이상이면 탱크 높이의 1/2 이상 거리를 유지해야 한다. 지름이 10m로 15m 미만이므로 $15 \times \dfrac{1}{3} = 5\,\mathrm{m}$ 이상이다.

자체소방대는 제4류 위험물을 지정수량의 3천배 이상 취급하는 제조소 또는 일반취급소가 있는 사업소에 설치하여야 하며, 제6류 위험물은 설치 대상이 아니다. ※ 현행 기준으로는 제4류 위험물의 최대수량이 지정수량의 50만배 이상인 옥외탱크저장소가 있는 사업소도 설치 대상에 포함된다.