[위험물기능사 필기] 05년 2회차 기출문제 해설 페이지

화재는 A급(일반화재), B급(유류·가스화재), C급(전기화재), D급(금속화재)으로 구분하므로 유류화재는 B급이다. B급 화재는 공기를 차단하는 질식소화가 기본이며 봉상주수는 부적당하다.

습도가 높으면 열의 축적과 미생물·수분에 의한 반응이 촉진되어 자연발화가 쉬워지므로 보관장소의 습도는 가급적 낮게 유지해야 한다. 자연발화 방지의 기본은 습도를 낮추고 통풍을 좋게 하며 온도 상승과 열의 축적을 막는 것이다.

유류화재는 인화성 액체의 증기가 연소하는 것이므로 산소 공급을 끊는 질식소화(공기차단)가 가장 효과적이며, 포·이산화탄소·분말 소화약제가 이에 해당한다. 주수하면 기름이 물 위로 떠올라 화재가 오히려 확대된다.

금속칼륨은 제3류 금수성물질로 물과 격렬히 반응하여 수소와 열을 낸다($2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}\uparrow$). 따라서 봉상·분무주수는 위험하고 마른모래·팽창질석 등으로 덮어 질식소화한다.

강화액소화기는 물에 탄산칼륨($\mathrm{K_2CO_3}$)을 보강시켜 어는점을 약 -20℃까지 낮추고 소화력을 높인 소화기이다. 동결 우려가 있는 한랭지에서도 사용할 수 있으며 A급 화재에 주로 적응한다.

이산화탄소는 증기비중이 약 1.53($\dfrac{44}{29}$)인 무색·무취의 불연성 기체로 화학적으로 대단히 안정하고 값이 싸며 저장이 편리하다. 소화 후 잔사가 남지 않아 유류(B급)와 전기(C급) 화재에 널리 쓰인다.

위험물 제조소등의 옥내소화전설비는 하나의 노즐 방수량이 260L/min 이상이어야 한다. 수원은 설치개수가 가장 많은 층의 개수(5 이상이면 5개)에 이 방수량으로 30분간 방수한 양인 7.8m³를 곱한 양 이상으로 확보한다.

드라이케미컬(제1종 분말소화약제)의 주성분은 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)으로 B급·C급 화재에 적응한다. 인산염류(제1인산암모늄)는 제3종 분말로 A급까지 적응하는 ABC 분말이므로 구분해야 한다.

윤활유는 제4류 위험물로 산소를 차단하는 질식소화가 원칙이므로 이산화탄소와 분말소화가 적합하다. 봉상주수는 기름을 비산시켜 화재를 확대시키므로 유류화재에 사용할 수 없다.

소화효과는 냉각·질식·제거·희석(및 부촉매에 의한 억제) 효과로 분류된다. 전도는 열이 전달되는 방식일 뿐 소화효과가 아니다.

경유는 비중이 약 0.85로 물보다 가볍고 물에 녹지 않으므로, 주수하면 불붙은 기름이 물 위로 떠올라 넓게 퍼지면서 화재가 확대된다. 따라서 유류화재는 포·분말·이산화탄소에 의한 질식소화가 원칙이다.

옥외소화전설비는 건축물의 1층 및 2층 부분만을 방사능력범위로 하는 소화설비이다. 3층 이상 부분이나 지하층에는 방수가 미치지 않으므로 옥내소화전설비 등을 별도로 설치해야 한다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)이 주성분으로, 열분해 시 생성되는 메타인산이 가연물 표면에 피막을 만드는 방진효과로 A급 화재까지 소화할 수 있다. 따라서 A·B·C 화재 모두에 적응한다.

제5류 위험물은 자기반응성물질로 대부분 분자 내에 산소를 함유한 유기질 화합물이며, 분해열이 축적되면 자연발화할 위험이 있다. 가열·충격·마찰에 민감하고 연소속도가 매우 빨라 폭발적으로 연소한다.

지정수량의 100배 이상을 저장 또는 취급하는 옥내저장소에는 경보설비 중 자동화재탐지설비를 반드시 설치하여야 한다. 지정수량 10배 이상의 제조소등은 경보설비 1종 이상을 설치하되, 대규모 옥내저장소는 자동화재탐지설비로 특정된다.

소화기에 표시된 A-2, B-4는 능력단위로, A급 화재에 2단위·B급 화재에 4단위의 소화능력이 있음을 뜻한다. 소요단위는 소화설비 설치대상이 되는 건축물이나 위험물의 양을 정하는 단위로 서로 다른 개념이다.

가열된 물체의 겉보기 상태로 온도를 짐작할 때 적열상태는 약 500℃, 백열상태는 약 1000℃ 정도로 본다. 온도가 높아질수록 발광색이 적색에서 백색 쪽으로 옮겨간다.

이동식 분말소화설비의 하나의 노즐마다 소화약제의 양은 제1종 50kg, 제2종·제3종 30kg, 제4종 20kg 이상이다. 따라서 제3종 소화분말은 30kg 이상으로 하여야 한다.

옥외저장소에 덩어리 상태의 유황을 경계표시 안쪽에 저장하는 경우 하나의 경계표시의 내부면적은 100m² 이하로 하여야 한다. 2 이상의 경계표시를 설치할 때에는 내부면적의 합계를 1000m² 이하로 한다. ※ 현행 기준으로는 품명 표기가 '유황'에서 '황'으로 변경되었다.

개방형 스프링클러헤드를 사용하는 스프링클러설비의 수동식개방밸브는 15kg 이하의 힘으로 개방조작할 수 있도록 설치하여야 한다. 화재 시 누구나 신속하게 밸브를 열 수 있도록 하기 위한 기준이다.

디에틸에테르는 직사광선이나 공기와 접촉하면 폭발성 과산화물을 생성하므로 갈색병에 넣어 냉암소에 보관한다. 증기 팽창에 대비해 용기에 2% 이상의 공간용적을 두어야 하므로 가득 채우는 것도 옳지 않다.

Fe, Al, Ni, Cr 등은 진한질산과 접촉하면 표면에 치밀한 산화피막이 생겨 더 이상 반응이 진행되지 않는 부동태가 된다. 이 때문에 진한질산은 철제 용기에 저장·수송할 수 있다.

과산화나트륨은 강한 산화제이므로 유기물·가연물과 접촉하면 산화열로 발화할 수 있어, 유기물과 접촉해도 위험하지 않다는 설명은 틀렸다. 물과 접촉하면 $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$ 반응으로 산소와 다량의 열을 발생시킨다.

유황은 물에 녹지 않는 황색 비금속 고체로 전기의 부도체(절연체)로 쓰이며 제2류 가연성고체에 속한다. 동소체 중 사방황·단사황은 $\mathrm{CS_2}$에 잘 녹지만 고무상황은 녹지 않는다. ※ 현행 기준으로는 품명 표기가 '유황'에서 '황'으로 변경되었다.

질산은 비중이 1.49 이상인 것만 제6류 위험물로 규정하며, 이보다 묽은 것은 위험물에서 제외된다. 같은 제6류인 과산화수소는 농도 36wt% 이상인 것이 위험물이 되는 것과 함께 정리해 둔다.

제2석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것을 말하며, 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만인 것은 제3석유류의 정의이므로 이 설명이 틀렸다. 등유·경유가 제2석유류, 중유·클레오소트유가 제3석유류의 대표적인 예이다.

제6류 산화성액체인 과산화수소의 운반용기 외부에는 '가연물접촉주의'를 표시한다. 자신은 불연성이지만 산화력이 강해 가연물과 접촉하면 발화·폭발할 수 있기 때문이다.

염소산칼륨은 무색·백색의 결정으로 강한 산화제이며, 가열하면 분해하여 산소를 방출한다($2\mathrm{KClO_3} \rightarrow 2\mathrm{KCl} + 3\mathrm{O_2}\uparrow$). 비중은 약 2.32이고 온수·글리세린에는 녹지만 냉수·에테르에는 잘 녹지 않는다.

질산메틸의 화학식은 $\mathrm{CH_3ONO_2}$이므로 분자량은 $12 + (1 \times 3) + 14 + (16 \times 3) = 77$이다.

순수한 이황화탄소는 무색투명한 액체로 거의 냄새가 없고, 시판품이 불순물 때문에 황색을 띠며 불쾌한 냄새가 나는 것이므로 미황색 액체라는 설명은 옳지 않다. 증기비중은 약 2.6으로 공기보다 무겁고 고무·황린 등을 잘 녹인다.

시신경을 손상시켜 실명을 일으키는 것은 메틸알코올의 독성이며 에틸알코올에는 이러한 독성이 없으므로 공통점이 아니다. 두 물질 모두 무색투명하고 휘발성이 있으며 제4류 알코올류로 지정수량은 400L로 같다.

질산칼륨에서 K은 +1, O는 -2이므로 $(+1) + x + (-2 \times 3) = 0$에서 질소의 산화수는 +5이다. CaCO₃의 C는 +4, Na₂CrO₄의 Cr은 +6, BaSO₄의 S는 +6이다.

과염소산은 흡습성이 대단히 커서 물과 접촉하면 심한 소리를 내며 격렬하게 발열용해한다. 이때 발생한 열이 주위 가연물의 발화 원인이 될 수 있으므로 물과의 접촉을 피해야 한다.

나트륨은 공기 중의 수분·산소와 반응하여 발화할 수 있으므로 석유(등유·경유)나 유동파라핀 등 보호액 속에 넣어 공기와 차단한다. 물은 물론 알코올과도 반응하여 수소를 발생시키므로 보호액이 될 수 없다.

과염소산은 제6류 산화성액체로 자신은 타지 않는 불연성 물질이므로 가연성물질이라는 설명이 잘못되었다. 강한 산화력과 탈수성을 가지며 상압에서 가열하면 분해하여 유독한 HCl을 발생한다.

운반 시 방수성 덮개를 해야 하는 것은 물과 반응하는 위험물, 즉 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 금수성물질이다. 따라서 철분·금속분·마그네슘분으로만 짝지어진 것이 이에 해당하며, 과산화수소·황린 등은 차광성 덮개의 대상이다.

CnH2n+1OH는 알킬기(CnH2n+1)에 히드록시기(-OH)가 결합한 형태로 알코올의 일반식이다. 유기산은 -COOH, 에테르는 R-O-R', 에스테르는 -COOR의 작용기를 가진다.

인화칼슘($\mathrm{Ca_3P_2}$)은 적갈색 괴상의 제3류 금수성물질로, 물과 반응하여 맹독성이면서 가연성인 포스핀(인화수소)을 발생시킨다($\mathrm{Ca_3P_2} + 6\mathrm{H_2O} \rightarrow 3\mathrm{Ca(OH)_2} + 2\mathrm{PH_3}\uparrow$). 탄산나트륨·탄산칼슘은 위험물이 아니다.

알루미늄은 열과 전기의 전도성이 좋은 은백색 경금속으로 +3가의 화합물을 만든다. 산과 알칼리 모두에 녹아 수소를 발생시키는 양쪽성 금속이며, 진한 질산에서는 산화피막이 생겨 부동태가 되므로 오히려 잘 녹지 않는다.

니트로셀룰로오스는 질화도(질소함유율)가 높을수록 폭발 위험성이 커지므로 낮은 것이 더 위험하다는 설명은 잘못되었다. 건조 상태에서 위험하므로 물이나 알코올로 습윤시켜 저장·운반하며 질화면이라고도 부른다.

셀룰로이드는 온도와 습도가 높은 여름철에 자연발화가 많고 순도가 낮을수록 발화하기 쉬우므로 겨울에 많다는 설명이 틀렸다. 통풍·환기가 나쁘고 온도가 높은 장소에서 분해열이 축적되어 발화한다.

제3류 위험물은 자연발화성 및 금수성 물질로, 황린을 제외하면 대부분 물과 접촉하여 발화하거나 수소·아세틸렌·포스핀 등 가연성 가스를 발생시킨다. 따라서 주수소화가 금지되고 마른모래·팽창질석·탄산수소염류 분말로 소화한다.

이황화탄소는 인화점이 약 -30℃로 매우 낮아 증기가 쉽게 발생하며, 비중이 약 1.26으로 물보다 무겁고 물에 녹지 않는다. 그래서 물속에 저장하면 가연성 증기가 공기 중으로 새어 나오는 것을 억제할 수 있다.

제6류 위험물은 산화성액체로 강한 산화력을 가지는 물질이므로 환원력을 모두 가지고 있다는 설명은 틀렸다. 자신은 불연성 무기화합물이며 비중이 1보다 커 물보다 무겁고 대부분 물에 잘 녹는다.

운반용기 외부에 표시할 사항은 위험물의 품명·위험등급·화학명 및 수용성 여부, 위험물의 수량, 수납하는 위험물에 따른 주의사항이다. 위험물의 관리자나 지정수량은 표시사항에 포함되지 않는다.

피크린산(피크르산)은 트리니트로페놀의 별칭이므로 트리니트로톨루엔을 피크린산이라 한 설명은 틀렸다. TNT는 톨루엔을 질산·황산으로 니트로화하여 만든 담황색 결정으로 중성물질이라 금속과 반응하지 않는다.

특수인화물은 이황화탄소·디에틸에테르, 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하이거나 인화점이 -20℃ 이하이면서 비점이 40℃ 이하인 것을 말한다. 등유·경유·테레핀유는 모두 제2석유류에 해당한다.

과산화수소는 분해하여 산소가 발생하므로 용기 내압 상승을 막기 위해 마개를 꼭 막지 않고 구멍이 뚫린 마개를 사용한다. 직사광선·알칼리에서 분해가 촉진되고 산성에서는 비교적 안정하며 물과는 임의의 비율로 섞인다.

과염소산칼륨은 610℃ 이상에서 $\mathrm{KClO_4} \rightarrow \mathrm{KCl} + 2\mathrm{O_2}\uparrow$로 완전 분해한다. 반응식에서 $\mathrm{KClO_4}$ 1몰당 산소 2몰이 발생한다.

메틸알코올은 독성이 강해 소량으로도 시신경 장애·실명이나 사망에 이를 수 있으므로 독성이 적다는 설명은 옳지 않다. 무색투명하고 물에 잘 녹으며, Pt·CuO 촉매하에서 산화되면 포름알데히드(HCHO)가 생긴다.

아세트알데히드는 극성이 커서 물은 물론 에탄올·에테르 등에도 잘 녹는다. 연소범위는 약 4.1~57%로 매우 넓고, 카르보닐기의 불포화결합 때문에 반응성이 커서 첨가반응을 잘 일으킨다.

질산암모늄은 제1류 질산염류에 속하는 강력한 산화제로, 경유 등과 혼합한 ANFO 폭약처럼 혼합화약의 원료로 쓰인다. 흡습성과 조해성이 크고 상온에서는 무색결정의 고체이므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

셀룰로이드는 온도와 습도가 높으면 분해열이 축적되어 자연발화하기 쉬우므로 습도가 낮고 온도가 낮은 장소에 저장한다. 통풍·환기를 잘 하여 열이 쌓이지 않도록 하는 것도 중요하다.

요오드값은 유지 100g에 부가되는 요오드의 g수로 불포화도를 나타내며, 값이 클수록 불포화지방산이 많아 공기 중에서 산화·중합되어 쉽게 굳는다(건조된다). 이때 발생하는 산화열이 축적되면 자연발화하므로 건성유(요오드값 130 이상)는 자연발화 위험이 크다. ※ 현행 표기로는 요오드값을 '아이오딘값'이라 한다.

석유 속에 저장하는 금속은 공기·수분과 반응하는 제3류 금수성 금속이며, 불꽃반응색이 노란색이면 나트륨이다. 칼륨은 보라색, 칼슘은 주황색, 리튬은 적색의 불꽃반응색을 나타낸다.

생석회(산화칼슘)는 물과 반응하여 발열하지만 그 자체는 불연성이어서 점화원으로 폭발하지 않는다. 마그네슘분·알루미늄분은 제2류 금속분, 적린은 제2류 가연성고체로 모두 점화원에 의해 연소·분진폭발할 위험이 있다.

황린은 산소와의 화합력이 매우 강하고 착화온도(발화점)가 약 34℃로 낮아 공기 중에서 자연발화한다. 이 때문에 pH 9 정도의 물속에 저장하며, 물과 반응하지 않으므로 화재 시 분무주수로 냉각소화할 수 있다.

제조소에 '물기엄금' 게시판을 설치해야 하는 것은 제3류 위험물 중 금수성물질과 제1류 중 알칼리금속의 과산화물이며, 보기 중에서는 제3류가 이에 해당한다. 제2류는 '화기주의'(인화성고체는 화기엄금), 제4류·제5류는 '화기엄금'을 표시한다.

제2류 위험물의 지정수량은 황화린·적린·유황이 각 100kg이고 철분·금속분·마그네슘이 각 500kg이므로 철분만 다르다. ※ 현행 기준으로는 품명 표기가 '유황'에서 '황'으로 변경되었다.

황린은 화학적 활성이 매우 커서 할로겐 등 7족 원소와도 쉽게 결합하므로 활성이 작다는 설명은 옳지 않다. 백색 또는 담황색 고체로 발화점이 낮아 자연발화하고, 증기비중이 약 4.3으로 공기보다 무거우며 물과 반응하지 않아 물속에 저장한다.