[위험물기능사 필기] 06년 4회차 기출문제 해설 페이지

이상기체상태방정식 $PV=nRT$를 적용한다. 물 18kg은 몰수로 $n=\dfrac{18\,\mathrm{kg}}{18\,\mathrm{kg/kmol}}=1\,\mathrm{kmol}$이고 온도는 $T=100+273=373\,\mathrm{K}$이다. 따라서 $V=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{1\times0.082\times373}{2}\approx15.29\,\mathrm{m^3}$으로 보기 값과 일치한다.

유황(황)은 제2류 가연성고체로 산화제(제1류·제6류 위험물 등)와 혼합·접촉하면 가열·충격 시 급격한 연소·폭발 위험이 있으므로 반드시 격리하여 저장해야 한다. 산화제와 혼합하여 저장한다는 설명은 화재예방 원칙에 위배된다.

이산화탄소 소화설비의 저장용기는 화재 시 손상을 방지하기 위해 방호구역 '외'의 전용실 등에 설치하는 것이 원칙이다. 방호구역 내부에 두면 화재로 용기 자체가 손상될 위험이 있으므로 옳지 않은 설명이다.

제거소화는 가연물 자체를 없애거나 공급을 차단하는 방식이다. 가스밸브 차단, 폭풍으로 증기를 날려보내기, 촛불을 입으로 불어 끄는 것은 모두 가연물(연료)을 제거하는 방식이지만, 가연물을 밀폐시켜 공기(산소) 공급을 차단하는 것은 질식소화에 해당한다.

드라이케미칼은 제1종 분말소화약제로 주성분이 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)이며, 가열 시 분해되어 발생하는 이산화탄소와 수증기가 질식·냉각 효과를 낸다.

이황화탄소는 물보다 무겁고 물에 녹지 않아 드럼통 화재 시 주수하면 물이 표면을 덮어 공기(산소)와의 접촉을 차단하는 질식소화 효과를 얻을 수 있다. 벤젠 주수, 금속칼륨에 할론 사용, 금속나트륨에 CO2 사용은 각각 화재 확대나 위험한 반응을 유발하므로 부적절하다.

C.T.C(카본테트라클로라이드, $\mathrm{CCl_4}$)는 사염화탄소 소화약제의 약칭이다.

물은 비열과 증발잠열(기화열)이 커서 가연물로부터 다량의 열을 빼앗아 온도를 낮추는 냉각소화 효과가 주된 소화원리이다.

황린은 자연발화성 물질로 물속에 저장하지만, 화재가 발생하면 마른모래 등을 덮어 산소 공급을 차단하는 질식소화가 가장 적절한 소화방법이다.

옥외저장탱크의 보유공지 단축을 위한 물분무소화설비는 탱크 원주(둘레) 길이 1m당 37L/min 이상의 비율로 20분 이상 방사할 수 있는 수원을 확보해야 한다. 탱크 지름이 25m이므로 원주는 $\pi \times 25 \approx 78.5\,\mathrm{m}$이고, 수원의 양은 $78.5 \times 37 \times 20 = 58{,}090\,\mathrm{L}$로 보기 값과 일치한다.

위험물안전관리법령상 소요단위 산정 시 위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다(건축물은 내화구조 연면적 100m² 또는 비내화구조 50m²를 1소요단위로 별도 산정한다).

옥외소화전설비의 수원의 수량은 옥외소화전 설치개수(설치개수가 4개 이상인 경우 4개)에 13.5m³를 곱한 양 이상으로 하여야 한다.

탄화알루미늄($\mathrm{Al_4C_3}$)은 물과 반응하여 가연성인 메탄가스를 발생시키는 제3류 금수성물질 자체이므로 소화약제로 사용할 수 없다. 제1인산암모늄과 탄산수소나트륨은 분말소화약제의 주성분이고, 황산알루미늄은 포소화약제의 원료로 쓰인다.

알루미늄분·마그네슘 등 금속분은 물과 반응하면 $2\mathrm{Al} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{H_2}\uparrow$와 같이 가연성인 수소가스를 발생시키고 반응열도 커서 오히려 위험이 커지므로 주수를 금지한다.

화재 분류 표시색상은 A급(일반화재) 백색, B급(유류화재) 황색, C급(전기화재) 청색으로 구분한다.

소화설비 능력단위 기준에서 마른모래(삽 1개 포함)는 50L당 0.5단위, 팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함)은 160L당 1단위로 정해져 있다.

연소는 가연물이 산소와 결합하는 화학반응, 즉 산화반응이므로 연소속도는 산화속도와 의미가 가장 가깝다.

이산화탄소 소화설비의 전역방출방식 저장용기 충전비는 고압식이 1.5 이상 1.9 이하, 저압식이 1.1 이상 1.4 이하로 규정되어 있다.

위험물안전관리법령상 특수인화물은 이황화탄소·디에틸에테르 등 1기압에서 발화점이 섭씨 100도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 20도 이하이고 비점이 섭씨 40도 이하인 것을 말한다.

알코올은 액체 표면에서 증발한 증기가 연소하는 증발연소를 하며, 고체 표면에서 그대로 타는 코크스·목탄류의 표면연소와는 다르다.

나트륨은 불꽃반응에서 노란색(황색) 불꽃을 나타내는 대표적인 금속으로, 보라색을 나타내는 칼륨과 구분된다.

과망간산나트륨은 조해성이 강한 적자색 결정으로 물에 잘 녹으며 지정수량은 1000kg이다. 조해성이 없다는 설명이 잘못되었다.

트리니트로톨루엔(T.N.T)은 벤젠고리에 니트로기($\mathrm{NO_2}$) 3개가 치환된 제5류 니트로화합물이다. 셀룰로이드류와 니트로셀룰로오스는 질산에스테르류이고, 니트로벤젠은 제4류 위험물로 분류된다.

피크르산(트리니트로페놀)은 페놀($\mathrm{C_6H_5OH}$)의 벤젠고리에 있는 수소(H) 3개가 니트로기($\mathrm{NO_2}$)로 치환된 구조이다.

디에틸에테르의 인화점은 약 영하 45℃로 보기 중 가장 낮다(아세톤 약 영하 18℃, 이황화탄소 약 영하 30℃, 클로로벤젠 약 27℃).

석유류(제4류 위험물)는 전기의 부도체(불량도체)이기 때문에 유동·마찰 시 정전기가 축적되기 쉬워 오히려 그 점에 주의해야 한다. 전기가 잘 흐르는 양도체라는 설명이 반대로 되어 있다.

금속칼륨은 피부의 수분과도 격렬히 반응하여 화상을 입힐 수 있으므로 맨손으로 만지지 말고 반드시 핀셋 등 도구를 사용해 취급해야 한다.

벤젠은 물에는 거의 녹지 않고 에테르·알코올 등 유기용매에는 잘 녹는 무색투명한 액체(끓는점 약 80℃)이다. 물에 잘 녹는다는 설명이 사실과 반대이다.

과산화수소는 이산화망간($\mathrm{MnO_2}$) 촉매 하에서 $2\mathrm{H_2O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O} + \mathrm{O_2}\uparrow$로 분해되어 물과 산소가스를 생성한다.

질산에틸은 상온에서 액체 상태인 제5류 질산에스테르류이며, 셀룰로이드·피크르산·T.N.T는 모두 고체 상태이다.

금속나트륨은 공기 중 수분과 반응하므로 물이 섞이지 않는 유동파라핀(경유·등유 등) 속에 보관하여 수분과의 접촉을 차단한다.

과산화수소는 시판되는 소독제(옥시풀)로 보통 약 3% 농도의 묽은 수용액이 사용되며, 위험물안전관리법상 위험물로 취급되는 기준 농도는 36중량% 이상이다. 25% 농도가 소독제 기준이라는 설명은 옳지 않다.

과염소산암모늄은 제1류 산화성고체로 별도의 보호액 속에 저장할 필요가 없다. 보호액 저장은 금속나트륨·칼륨·황린과 같은 자연발화성·금수성 물질에 해당하는 취급법이다.

과산화나트륨은 상온에서 물과 반응하면 $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$로 수산화나트륨과 산소가 생성되며, 수소는 발생하지 않는다.

알루미늄분과 아연분은 양쪽성 금속으로 공기 중에서 표면에 치밀한 산화피막($\mathrm{Al_2O_3}$, $\mathrm{ZnO}$)을 형성해 내부 금속을 부식으로부터 보호한다.

인화석회(인화칼슘, $\mathrm{Ca_3P_2}$)는 적갈색(또는 암회색)의 고체로, 백색이라는 설명이 잘못되었다.

과산화칼륨은 가열하면 $2\mathrm{K_2O_2} \rightarrow 2\mathrm{K_2O} + \mathrm{O_2}\uparrow$로 분해되어 산소를 발생시킨다. 실제로는 오렌지색(또는 황색)의 고체이며, 물과 반응하면 수산화칼륨이 되고 에틸알코올에는 용해된다.

황화린·적린·유황(황)의 지정수량은 모두 100kg이지만 철분의 지정수량은 500kg으로 다르다. ※ 현행 위험물안전관리법에서는 '유황'이 '황'으로 명칭이 변경되었다.

옥내탱크저장소의 탱크전용실에 펌프설비를 설치할 때 위험물 누설에 대비해 설치하는 턱의 높이는 0.2m(20cm) 이상으로 하여야 한다.

인화알루미늄($\mathrm{AlP}$)은 물과 반응하여 $\mathrm{AlP} + 3\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3} + \mathrm{PH_3}\uparrow$로 맹독성인 포스핀가스를 발생시킨다. 마그네슘·나트륨·칼륨은 물과 반응해 가연성인 수소가스를 발생시킬 뿐 유독가스는 아니다.

과산화나트륨은 물과 접촉하면 발열하며 산소를 방출하는 금수성물질이므로, 물분무 소화설비나 스프링클러 설비가 설치된 장소에 보관하면 오히려 위험하다. 화재 시에는 마른모래 등으로 소화하여야 한다.

제4류 위험물의 증기는 대부분 분자량이 커서 공기보다 무거우므로 낮은 곳에 체류하기 쉽다. 공기보다 가볍다는 설명이 반대로 되어 있다.

황은 연소하면 $\mathrm{S} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{SO_2}$로 자극성·유독성의 이산화황 가스를 발생시킨다.

탄화칼슘은 물과 반응하여 $\mathrm{CaC_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{Ca(OH)_2} + \mathrm{C_2H_2}\uparrow$로 가연성인 아세틸렌가스를 발생시킨다.

위험물안전관리법 시행규칙상 유별을 달리하는 위험물은 원칙적으로 혼재할 수 없으나 지정수량의 1/10 이하인 경우에는 예외적으로 혼재가 허용된다. 문제의 위험물은 지정수량의 1/5로 이 예외 기준을 넘으므로, 제1류(과염소산나트륨)와 제3류(황린)의 조합은 혼재기준표상 원래도 허용되지 않아 혼재할 수 없다. 나머지 보기는 모두 같은 유별끼리의 조합이라 언제나 혼재 가능하다.

알루미늄은 산과 반응하여 수소를 발생시키며 산화제와의 혼합·저장을 피해야 하고 물과 접촉 시 발열하므로 주수소화가 위험하다. 다만 알루미늄의 전기전도도·열전도도는 마그네슘보다 오히려 높으므로 '낮다'는 설명이 틀렸다.

아세트알데히드 옥외저장탱크에는 온도 상승을 막는 보냉장치 또는 냉각장치, 중합·산화를 방지하는 불활성기체 봉입장치를 설치해야 하며 탱크 재질도 구리·마그네슘·은·수은 등을 피해야 한다. 다만 법령상 '철이온 혼입방지장치'라는 별도 설비는 규정되어 있지 않다.

제2류 위험물(가연성고체)은 저온에서 착화하기 쉽고 산화제와 접촉하면 위험한 것이 공통 성질이지만, 물과 접촉해 산소와 불활성가스를 발생시키는 성질은 일반적이지 않다(오히려 금속분 등은 물과 반응해 가연성 수소가스를 발생시킨다).

과망간산칼륨은 물에 잘 녹는 흑자색(적자색) 결정으로, 가열하면 분해되어 산소를 발생시키고 살균·소독제로도 사용된다. 물에 녹지 않아 알코올에 먼저 녹인다는 설명은 사실과 반대이다.

제5류 위험물은 자기연소성 물질로 운반용기 외부에 '화기엄금' 및 '충격주의'를 표기해야 한다. '자연발화' 표기는 제3류 자연발화성물질에 해당하는 것으로 제5류의 공통 표기가 아니다.

탱크를 옆으로 눕히지 않고 수직(종)으로 설치한 원통형 탱크는 경판 형태를 고려할 필요 없는 단순한 원기둥이므로, 내용적은 밑면적(반지름 r인 원의 넓이)에 높이(길이) l을 곱한 $\pi r^2 l$로 구한다. 횡으로 눕혀 설치하고 양끝에 굽은 경판이 있는 탱크는 이와 다른 보정 공식을 사용한다.

황린은 공기 중에서 자연발화하는 성질이 있어 물속에 저장하는 것이 원칙이므로, 오히려 물과의 접촉을 유지해야 하며 이를 피해야 한다는 설명은 옳지 않다.

경유는 비중이 약 0.82~0.85로 물보다 가벼워 물 위에 뜨는 담황색(담갈색)의 탄화수소 혼합물(탄소수 약 15~20)이다. 비중이 물보다 무겁다는 설명이 틀렸다.

수소화칼슘($\mathrm{CaH_2}$)은 물과 격렬히 반응하여 수소가스를 발생시키는 제3류 금수성물질이다. 염소산칼륨은 제1류 산화성고체, 황린은 자연발화성(금수성이 아님), T.N.T는 제5류로 금수성과 무관하다.

질산은 강한 산화력으로 톱밥·목탄분 등 유기물에 스며들면 자연발화를 일으킬 수 있고 물보다 무거우며 햇빛에 의해 일부 분해된다. 다만 진한 질산은 금(Au)·백금(Pt) 같은 귀금속은 녹이지 못하며(왕수로만 가능), 다른 금속과 반응할 때도 수소가 아닌 질소산화물을 주로 발생시킨다.

중유는 점도(동점도) 차이에 따라 A중유, B중유, C중유로 구분한다.

오황화린($\mathrm{P_2S_5}$)은 더운물과 반응하면 인산과 함께 유독성인 황화수소($\mathrm{H_2S}$)를 발생시키며, 이산화황을 발생시키는 것은 아니다. 유황은 물에 녹지 않고 삼황화린은 가연성이며 오황화린은 이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)에 잘 녹는다는 나머지 설명은 옳다.

아세트알데히드는 저장탱크 내 공기(산소)와 접촉해 산화·중합되는 것을 막기 위해 질소 등 불활성가스를 봉입해야 하며, 연소를 돕는 조연성 가스를 주입하는 것은 오히려 위험을 키우므로 금지된다.

T.N.T(트리니트로톨루엔, $\mathrm{C_7H_5N_3O_6}$)의 분자량은 $12\times7 + 1\times5 + 14\times3 + 16\times6 = 84+5+42+96=227$로 보기 값과 일치한다.

특수인화물은 발화점·인화점이 낮고 증기압이 높아 휘발하기 쉬운 물질을 말하며, 이에 따라 비점도 낮은 것이 일반적 성질이다. 비점이 높다는 설명이 반대로 되어 있다.