[위험물기능사 필기] 17년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

과산화나트륨은 물과 반응하여 $2\mathrm{Na_2O_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow4\mathrm{NaOH}+\mathrm{O_2}$와 같이 수산화나트륨과 산소를 발생시키며, 수소는 생성되지 않는다. 나머지 보기는 모두 제1류 산화성 고체가 분해하면서 산소를 방출하는 옳은 설명이다.

소화난이도등급 I의 제조소는 연면적 1,000m2 이상인 것이 기준이므로(시행규칙 별표17) 연면적 600m2의 제조소는 해당하지 않는다. 이송취급소는 모든 것, 옥내저장소는 지정수량 150배 이상, 옥외탱크저장소는 액표면적 40m2 이상이 등급 I에 해당한다.

니트로셀룰로오스는 건조 상태에서 마찰·충격만으로도 발화·폭발하므로 물이나 알코올(에탄올)을 30% 이상 첨가해 습윤시킨 상태로 저장·운반한다. 물기 접촉이 자연발화를 일으킨다는 설명은 오히려 반대이며, 습윤제가 증발하지 않도록 관리하는 것이 핵심이다.

이황화탄소는 순수한 것이 무색 투명한 액체이고, 불순물이 섞였을 때 황색을 띠며 불쾌한 냄새가 난다. 물에 녹지 않고 물보다 무거워 수조(물속)에 저장하며, 연소하면 유독한 이산화황이 발생한다.
$\mathrm{CS_2}+3\mathrm{O_2}\rightarrow\mathrm{CO_2}+2\mathrm{SO_2}$

화재 급수별 표시색은 A급(일반) 백색, B급(유류) 황색, C급(전기) 청색, D급(금속) 무색이다. 유류화재는 B급이므로 황색으로 표시한다.

과산화나트륨은 물과 격렬히 반응하여 수산화나트륨과 산소를 발생시키고 다량의 열을 낸다. $2\mathrm{Na_2O_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow4\mathrm{NaOH}+\mathrm{O_2}$ 따라서 주수소화를 금하고 건조사나 탄산수소염류 분말로 소화한다.

판매취급소는 취급하는 위험물의 종류가 아니라 지정수량의 배수로 구분하여, 20배 이하는 제1종, 40배 이하는 제2종 판매취급소로 나눈다(시행규칙 별표14).
배합실 바닥면적 6m2 이상 15m2 이하, 제1종의 건축물 1층 설치는 옳은 설명이다.

벤젠은 무극성 방향족 탄화수소여서 물에는 거의 녹지 않고 알코올·에테르 등 유기용제에 잘 녹는다. 인화점이 약 -11℃로 낮은 것은 맞으므로 '물에 잘 녹는다'는 부분이 틀렸으며, 융점 약 5.5℃, 증기비중 약 2.7은 옳다.

제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘은 운반용기 외부에 '화기주의'와 '물기엄금'을 함께 표시한다(시행규칙 별표19). 물과 반응해 수소를 발생하는 금수성이 있기 때문이며, 그 밖의 제2류는 '화기주의', 인화성 고체는 '화기엄금'을 표시한다.

금속분·목탄·코크스는 증발이나 열분해 과정 없이 고체 표면에서 산소와 직접 반응하며 불꽃 없이 타는 표면연소(작열연소)를 한다. 자기연소는 제5류 위험물, 분해연소는 목재·석탄, 증발연소는 황·나프탈렌의 연소형태다.

고온체의 색과 온도는 암적색 약 700℃, 적색 약 850℃, 휘적색 약 950℃, 황적색 약 1,100℃, 백적색 약 1,300℃, 휘백색 약 1,500℃로 대응한다. 따라서 휘적색은 약 950℃이다.

물 18kg은 분자량이 18이므로 1kmol이고, 100℃는 373K이다. 이상기체 상태방정식에 대입하면 $V=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{1\times0.082\times373}{2}\approx15.29\,\mathrm{m^3}$이다.

제1류 위험물에는 물과 반응해 발열하며 산소를 내는 무기과산화물 등이 포함되므로, 습기가 많은 곳을 피하고 건조하고 서늘한 곳에 저장해야 한다.
용기의 전락·전도를 방지한다.
충격, 마찰을 피하며 화기를 피해 저장한다.
가연물 및 강산과의 접촉을 금지한다.

자기반응성 물질은 제5류 위험물이며, 벤조일퍼옥사이드(과산화벤조일)는 유기과산화물로 제5류에 속한다. 과산화칼륨은 제1류, 트리에틸알루미늄은 제3류, 메틸에틸케톤은 제4류 제1석유류이다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)으로, 열분해로 생긴 메타인산이 가연물 표면에 유리질 피막을 만들어 일반화재까지 억제한다. 그래서 A·B·C급 화재에 모두 적응성이 있고, 제1·2·4종(탄산수소염류계)은 B·C급에만 적응한다.

운반 시 혼재가 가능한 조합은 제1류-제6류, 제2류-제4류, 제2류-제5류, 제3류-제4류, 제4류-제5류이다(시행규칙 별표19). 산화성인 제1류와 제6류는 서로 혼재할 수 있으며, 이 기준은 지정수량 10분의 1 이하의 위험물에는 적용하지 않는다.

수소화칼슘은 물과 반응하여 수산화칼슘과 수소를 생성한다. $\mathrm{CaH_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow\mathrm{Ca(OH)_2}+2\mathrm{H_2}$ 제3류 금속의 수소화물이므로 주수소화를 금하고 건조사 등으로 질식소화한다.

탄화칼슘의 융점은 약 2,300℃로 매우 높아 300℃라는 설명은 틀렸다. 비중 약 2.2의 회백색 고체이며, 질소 중에서 고온으로 가열하면 석회질소가 된다. $\mathrm{CaC_2}+\mathrm{N_2}\rightarrow\mathrm{CaCN_2}+\mathrm{C}$

알루미늄분은 할로겐 원소와 격렬히 반응하여 할로겐화알루미늄을 만들므로 반응하지 않는다는 설명은 틀렸다. 산과 알칼리 수용액 모두와 반응해 수소를 발생하는 양쪽성 금속이며, 비중 약 2.7로 물보다 무겁다.

동식물유류의 지정수량은 10,000L이고, 위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이므로 1단위는 100,000L에 해당한다(시행규칙 별표17). $\dfrac{400{,}000}{10{,}000\times10}=4$이므로 4단위이다.

질산메틸($\mathrm{CH_3ONO_2}$)은 제5류 질산에스테르류로 분자 안에 산소를 가지고 있어 질식소화가 듣지 않는다. 따라서 다량의 물을 주수하여 온도를 분해온도 아래로 낮추는 냉각소화가 원칙이며, 이산화탄소·할로겐화합물·건조사 같은 질식 방식은 적응성이 없다.

전기설비에는 물분무소화설비와 불활성가스·할로겐화합물·분말 소화설비가 적응성이 있다(시행규칙 별표17). 물분무는 미세한 물입자가 전기적으로 절연되어 감전 위험이 낮지만, 봉상수·포·옥외소화전은 물줄기가 도체가 되어 적응성이 없다.

알킬알루미늄은 물과 격렬히 반응해 가연성 가스를 내며 발화하므로 물속에 저장할 수 없고, 헥산 등 불활성 희석제로 희석하거나 질소 같은 불활성기체를 봉입해 밀폐 저장한다. 황린은 물속, 금속나트륨·칼륨은 등유나 경유 속에 보관하는 것이 옳다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17에 따라 제3류 위험물 중 금수성물질에 적응성이 있는 소화설비는 탄산수소염류등 분말소화설비, 건조사, 팽창질석·팽창진주암 등이다.
금수성물질은 물과 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로 물 계통인 포소화설비는 사용할 수 없고, 이산화탄소·할로겐화합물 소화설비도 금수성물질(활성 금속 등)과 반응할 수 있어 적응성이 인정되지 않는다. 인산염류(제3종) 분말 역시 금수성물품에는 적응성이 없다.

습도가 높으면 수분이 매개가 되어 산화·분해·발효 등 발열반응이 촉진되므로 자연발화를 막으려면 습도를 가급적 낮게 유지해야 한다. 그 밖에 통풍으로 열을 흩고 저장온도 상승을 막으며 퇴적으로 인한 열축적을 피하는 것이 기본 대책이다.

수소화리튬은 제3류 금수성 물질로 습기와 반응해 수소를 발생하므로 밀폐용기에 아르곤 등 불활성기체를 봉입해 저장한다.
마그네슘은 물과 반응하여 수소를 내므로 물에 습윤 저장할 수 없다.
황화린은 알코올·과산화물과 접촉시키면 안 된다.
적린은 할로겐 원소와 혼합을 피해야 한다.

알루미늄분은 염산과 반응하여 염화알루미늄과 가연성인 수소를 발생시킨다. $2\mathrm{Al}+6\mathrm{HCl}\rightarrow2\mathrm{AlCl_3}+3\mathrm{H_2}$ 알칼리 수용액과도 수소를 내는 양쪽성 금속이므로 산·알칼리·물과의 접촉을 피해야 한다.

질산암모늄은 제1류 위험물인 강력한 산화제로, 경유 등과 섞어 ANFO 폭약의 주재료로 쓰인다. 흡습성과 조해성이 매우 크고 상온에서는 무색 결정성 고체이므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

이산화탄소 소화설비 저장용기의 충전비는 고압식이 1.5 이상 1.9 이하, 저압식이 1.1 이상 1.4 이하이다. 저압식은 -18℃ 이하로 냉각 유지되는 용기여서 단위질량당 필요한 용기 내용적이 작아 충전비 범위가 더 낮게 규정된다.

이론산소량은 각 성분 질량에 탄소 $32/12$, 수소 8, 황 1을 곱해 합산한다. $O_o=0.8\times\dfrac{32}{12}+0.14\times8+0.06\times1\approx3.31\,\mathrm{kg}$이고,
공기 중 산소가 중량으로 23%이므로 $A_o=\dfrac{3.31}{0.23}\approx14.41\,\mathrm{kg}$이다.

인화석회(인화칼슘)는 물과 반응해 유독하고 가연성인 포스핀을 발생하므로 물을 보호액으로 쓸 수 없고 건조한 밀폐용기에 저장한다. $\mathrm{Ca_3P_2}+6\mathrm{H_2O}\rightarrow3\mathrm{Ca(OH)_2}+2\mathrm{PH_3}$ 황린-물, 금속칼륨-등유, 알킬알루미늄-헥산 연결은 옳다.

소화기는 바람을 등지고 풍상에서 풍하 방향으로 방사해야 열기·연기와 되날아오는 약제를 피할 수 있다. 바람을 마주보면 약제가 화점에 도달하지 못해 소화 효과가 떨어지고 사용자도 위험해진다.

질산은 제6류 위험물로 지정수량이 300kg이고, 위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이다(시행규칙 별표17). 즉 $300\times10=3{,}000\,\mathrm{kg}$이므로 비중 1.5를 적용하면 $\dfrac{3{,}000}{1.5}=2{,}000\,\mathrm{L}$이다.

피크르산(트리니트로페놀)은 페놀성 수산기 때문에 산성이 강해 구리·납·아연·철 등 금속과 반응하여 피크린산염을 만든다. 이 금속염은 원래 물질보다 충격에 훨씬 예민한 폭발성을 띠므로 금속 용기에 저장하지 않는다.

경유는 비중이 약 0.82~0.85로 물보다 가벼워 물 위에 뜨므로 무겁다는 설명은 틀렸다. 탄소수 15~20의 탄화수소 혼합물인 담황색 액체이고 물에 녹지 않는 제4류 제2석유류이다.

과산화칼륨은 제1류 무기과산화물로 그 자체는 불연성이며, 타는 것이 아니라 산소를 내어 다른 가연물의 연소를 돕는 산화제다. 융점 약 490℃, 비중 약 2.9이고 물과 반응하면 $2\mathrm{K_2O_2}+2\mathrm{H_2O}\rightarrow4\mathrm{KOH}+\mathrm{O_2}$로 수산화칼륨과 산소를 낸다.

강화액은 무상으로 방사할 때만 제4류 위험물에 적응성이 인정되고, 봉상 방사는 물줄기가 유류를 비산시켜 화재를 확대하므로 적응성이 없다(시행규칙 별표17).
제5류 위험물 화재에 적응성이 있다.
제6류 위험물 화재에 적응성이 있다.
무상(霧狀)과 봉상(棒狀)강화액 소화기로 대별된다.

벤젠의 인화점은 약 -11℃이지만 톨루엔은 약 4℃로 0℃보다 높으므로 '인화점 0℃ 이하'는 공통 성상이 아니다. 두 물질 모두 비수용성 무색 액체이고 액비중은 1보다 작으며, 증기비중은 벤젠 약 2.7, 톨루엔 약 3.1로 1보다 크다.

제5류 위험물은 분자 내에 산소를 가진 가연성 유기화합물이 대부분이며, 시간이 지날수록 서서히 자체 분해가 진행되어 오히려 불안정해지고 자연발화 위험이 커진다. 따라서 장기 저장을 피하고 분해 생성물이 축적되지 않도록 관리해야 한다.

마그네슘은 제2류 위험물로 지정수량이 500kg이므로 100kg은 틀린 표기이다. 황 100kg, 칼륨 10kg, 알루미늄분 500kg은 모두 옳은 지정수량이다(시행령 별표1).

아세톤은 물과 임의의 비율로 섞이는 수용성 액체이고 비점이 약 56℃로 60℃보다 낮다. 특유의 자극성 냄새가 있고 액비중 0.79, 증기비중은 약 2.0이므로 증기비중이 0.79라는 보기는 액비중과 혼동한 것이다.

지하저장탱크를 덮는 뚜껑은 두께 0.3m 이상의 철근콘크리트조로 하여야 하므로 0.1m는 틀렸다(시행규칙 별표8). 탱크전용실 벽·바닥·뚜껑은 두께 0.3m 이상, 탱크 윗부분은 지면으로부터 0.6m 이상 아래, 탱크와 전용실 안쪽 사이는 0.1m 이상의 간격이 기준이다.

벤젠은 무극성 방향족 탄화수소여서 물에 거의 녹지 않는 비수용성 인화성 액체이다. 아세톤, 메틸알코올, 아세트알데히드는 모두 극성기를 가져 물에 잘 녹는 수용성 물질이다.

운반용기의 재질은 강판·알루미늄판·양철판·유리·금속판·종이·플라스틱·섬유판·고무류·합성섬유·삼·짚·나무로 규정되어 있다(시행규칙 별표19). 도자기는 이 목록에 포함되지 않는다.

디에틸에테르($\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$)의 인화점은 약 -45℃로 보기 중 가장 낮으며 특수인화물에 해당한다. 아세톤은 약 -18℃, 메틸알코올은 약 11℃, 부틸알코올은 약 35℃이다.

열전도율이 크면 발생한 열이 주위로 빠르게 흩어져 축열이 되지 않으므로 연소가 잘 일어나지 않는다. 연소가 잘 되려면 발열량이 크고 활성화에너지는 작으며 산소와의 접촉표면적이 크고 열전도율은 작아야 한다.

제4류 위험물은 물보다 가볍고 비수용성인 것이 많아 봉상으로 주수하면 유면이 확대되므로 옥내소화전설비는 적응성이 없다(시행규칙 별표17). 반면 포·불활성가스·할로겐화합물·분말 소화설비처럼 질식·부촉매 효과를 내는 설비는 적응성이 있다.

C₆H₂(NO₂)₃OH는 피크르산(트리니트로페놀)으로 니트로화합물류의 황색 결정성 고체이고, C₂H₅NO₃는 질산에틸로 질산에스테르류의 무색 액체이다. 둘 다 제5류 위험물이지만 품명이 다르므로 ①은 잘못, 피크르산은 고체이므로 ②·③도 공통성질이 될 수 없다.
피크르산은 알코올·에테르·벤젠에 녹고, 질산에틸도 알코올 등 유기용매에 잘 녹으므로 공통성질로 옳은 것은 ④ '모두 알코올에 녹는다'이다.

니트로글리세린은 글리세린을 질산으로 에스테르화한 물질이므로 제5류 위험물 중 질산에스테르류에 속한다. 피크르산과 트리니트로톨루엔은 니트로화합물이고, 니트로벤젠은 제4류 제3석유류이다.

옥외저장소에서 덩어리 상태의 황만을 지반면에 설치한 경계표시 안쪽에서 저장·취급하는 경우 경계표시의 높이는 1.5m 이하로 하여야 한다(시행규칙 별표11). 하나의 경계표시 내부 면적은 100m2 이하로 제한된다.

이동탱크저장소로 운송할 때 운송책임자의 감독 또는 지원을 받아야 하는 위험물은 알킬알루미늄, 알킬리튬 및 이를 함유하는 물질이다(시행령 제19조). 공기·물과 접촉하면 즉시 발화할 정도로 위험성이 커 별도의 감독 체계를 두는 것이다.

봉상수 소화기는 막대 모양의 물줄기를 쏘기 때문에 유류를 비산시켜 화재를 확대하고 전기설비에서는 감전 위험이 있어 B급·C급 화재에 적합하지 않다. 이산화탄소·분말·할로겐화합물 소화기는 질식 및 부촉매 효과로 유류·전기화재에 모두 적응성이 있다.

황린은 제3류 자연발화성 물질이고 금속분·황화린·마그네슘은 모두 제2류 가연성 고체이다. 황린은 발화점이 약 34℃로 낮아 공기 중에서 스스로 발화하므로 pH 9 정도의 약알칼리성 물속에 저장한다.

니트로벤젠은 이름에 니트로가 붙지만 폭발성이 없는 인화성 액체로 제4류 제3석유류에 해당한다. 염산히드라진(히드라진 유도체), 니트로글리세린과 니트로셀룰로오스(질산에스테르류)는 모두 제5류 자기반응성 물질이다.

제조소 또는 취급소의 건축물은 외벽이 내화구조인 경우 연면적 100m2를 1소요단위로 한다. 따라서 $\dfrac{300}{100} = 3$소요단위이다. 외벽이 내화구조가 아니면 50m2가 1소요단위이므로 6단위가 되는 점과 혼동하지 않는다(위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제5호 다목(소요단위의 계산방법)).

팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함) 160L의 능력단위는 1.0이다. 나머지는 모두 옳다. 
[정리] 물통 8L=0.3, 수조 80L(물통 3개)=1.5, 수조 190L(물통 6개)=2.5, 마른 모래 50L(삽 1개)=0.5, 팽창질석·팽창진주암 160L(삽 1개)=1.0
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제5호 라목(소화설비의 능력단위 표)

수원의 수량은 옥내소화전이 가장 많이 설치된 층의 설치개수(5개 이상이면 5개)에 7.8m3를 곱한 양 이상으로 한다. 가장 많은 층은 2층의 6개이지만 5개로 계산하므로
$5 \times 7.8\,\mathrm{m^3} = 39\,\mathrm{m^3}$ 이상이다.
6개를 그대로 곱한 46.8m3는 5개 상한을 놓친 오답이다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제5호 마목(옥내소화전설비의 설치기준)

옥내소화전설비는 각 노즐선단의 방수압력 350kPa 이상, 방수량 1분당 260L 이상의 성능이어야 한다. 참고로 옥외소화전설비는 방수압력 350kPa 이상, 방수량 1분당 450L 이상이다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제5호 마목(옥내소화전설비의 설치기준)

옥외소화전은 방호대상물의 각 부분에서 하나의 호스접속구까지의 수평거리가 40m 이하가 되도록 설치하며, 설치개수가 1개일 때는 2개로 하여야 한다. 옥내소화전의 수평거리 25m 이하와 구별한다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제5호 바목(옥외소화전설비의 설치기준)

스프링클러설비는 제4류 위험물에 원칙적으로 적응성이 없으나(△), 살수기준면적에 따른 방사밀도 기준을 충족하면 적응성이 인정된다.
살수기준면적 279m2 미만에서 인화점 38℃ 미만이면 16.3L/m2분 이상, 인화점 38℃ 이상이면 12.2L/m2분 이상이며, 면적이 넓어질수록 기준값은 작아져 465m2 이상에서는 각각 12.2, 8.1L/m2분 이상이다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표17 Ⅰ 제4호 비고 제1호(스프링클러설비의 방사밀도 표)