[위험물기능사 필기] 23년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

제1류 위험물(산화성고체)은 그 자체가 산소를 포함한 산화제로, 충분한 열을 가하면 열분해하여 공통적으로 산소를 방출한다.

철분·금속분·마그네슘은 물과 반응하여 가연성 가스를 내는 금수성 물질이므로 물계·이산화탄소 소화설비는 부적합하고, 질식효과를 내는 탄산수소염류 분말소화설비가 적응성이 있다.

폭굉유도거리(DID)는 연소가 폭굉으로 전이되는 데 필요한 거리로, 짧을수록 위험하다. 압력이 높을수록, 정상 연소속도가 큰 혼합가스일수록, 관 속에 방해물이 있거나 관지름이 좁을수록, 점화원 에너지가 클수록 짧아진다. 나머지 보기는 모두 조건이 반대로 서술되어 있다.

황화인·적린·황은 모두 제2류 위험물로 지정수량이 100kg이다. 칼슘은 제3류 위험물 중 알칼리토금속에 해당하여 지정수량이 50kg이므로 나머지 셋과 다르다.

위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이다. 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{500}{50}+\dfrac{3000}{300}=10+10=20$배이고, 소요단위는 $\dfrac{20}{10}=2$단위가 된다.

자연발화를 방지하려면 통풍을 잘 시키고 습도를 낮게 유지하며, 열이 축적되지 않도록 하고 저장실 온도를 낮추어야 한다. 습도가 높으면 미생물 작용과 수분에 의한 발열이 촉진되어 오히려 자연발화가 일어나기 쉬우므로, 습도를 높게 유지한다는 것은 옳지 않다.

제조소 옥외에 있는 위험물취급탱크가 2기 이상인 경우 방유제 용량은 최대탱크용량의 50%에 나머지 탱크용량 합계의 10%를 더한 값 이상으로 한다.
최대탱크(5만L)와 나머지(3만+2만=5만L) 기준
$50000\times0.5+50000\times0.1=25000+5000=30000\,\mathrm{L}$
로 검산된다.

금(Au)과 백금(Pt)은 질산에 녹지 않으며, 질산과 염산을 1:3으로 혼합한 왕수에만 녹는다. 질산은 강한 산화력으로 톱밥·목탄분 등 유기물에 스며들면 자연발화할 수 있고, 햇빛에 일부 분해되어 이산화질소를 생성하며, 비중 약 1.5로 물보다 무거운 액체이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 자동화재탐지설비 설치기준에서 하나의 경계구역의 한 변 길이는 50m(광전식분리형 감지기 설치 시 100m) 이하로 하여야 하므로 30m 이하는 틀린 내용이다. 경계구역은 2 이상의 층에 걸치지 않도록 하고, 면적은 600m2 이하로 하며, 비상전원을 설치하여야 한다.

오황화인은 물이나 습기와 반응하여 유독하고 가연성인 황화수소(H2S)를 발생시키므로 물에 의한 냉각소화는 부적합하며, 마른모래나 분말 등으로 질식소화한다. 삼황화인이 약 100℃에서 발화할 수 있다는 것, 오황화인이 조해성 있는 담황색 결정이라는 것, 통풍이 잘되는 냉암소에 저장한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

가연물이 되기 쉬우려면 산소와의 친화력이 크고, 발열량이 크며, 활성화에너지가 작고, 열전도율이 작아야 한다. 열전도율이 크면 열이 주위로 빠져나가 축적되지 않으므로 연소하기 어렵다.

IF5, BrF5, BrF3는 할로겐간화합물로 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 제6류 위험물로 정하고 있다. H3PO4(인산)은 산화성이 없어 위험물에 해당하지 않는다.

황화인·황·마그네슘은 모두 제2류 위험물(가연성 고체)이다. 칼륨은 제3류 위험물(자연발화성 물질 및 금수성 물질)로 지정수량 10kg이다.

기체연료는 분자운동이 활발하고 공기 중 확산이 쉬워 산소를 충분히 공급받을 수 있어 완전연소에 유리하다. 활성화 에너지가 작을수록 반응이 쉽게 진행되어 연소에 유리하므로, 활성화 에너지가 '크다'는 것은 오히려 완전연소에 불리한 조건이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성 기준상 탄산수소염류 분말소화기는 제6류 위험물에 적응성이 없으며, 제6류에는 인산염류 분말소화기가 적응성을 갖는다. 과염소산은 제6류 위험물이므로 적응 대상이 아니고, 철분(제2류)과 톨루엔·아세톤(제4류)에는 탄산수소염류 분말이 적응성을 갖는다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에 따라 기계에 의하여 하역하는 구조의 운반용기 외부에는 운반용기의 제조년월, 제조자의 명칭, 겹쳐쌓기시험하중, 최대용적 등을 표시하여야 한다. 용기의 유효기간은 표시사항에 포함되지 않는다.

염소산나트륨(NaClO3)은 산과 반응하여 유독성 폭발성 가스인 이산화염소(ClO2)를 발생시킨다. 물·알코올에 잘 녹고 조해성이 있으며, 그 자체는 불연성 산화성 고체이고, 철제 용기를 부식시키므로 철제 용기 저장은 피해야 한다.

알킬알루미늄은 물과 접촉하면 에탄 등 가연성 가스를 발생시키며 폭발적으로 반응하므로, 화재 시에는 팽창질석·팽창진주암 또는 마른모래로 덮어 질식소화하는 것이 가장 적합하다.
알코올포에 의한 소화는 금지된다.
주수에 의한 소화는 금지된다.
산·알칼리 소화약제에 의한 소화는 금지된다.

피크르산은 제5류 자기반응성 물질로 분자 내에 산소를 함유하고 있어 외부 공기를 차단하는 질식소화는 효과가 없으며, 다량의 물로 냉각소화하여야 한다.
금속과 반응하여 생성되는 피크르산 금속염은 매우 예민하여 위험하고, 운반 시에는 물에 적셔 운반하는 것이 안전하다.

행정안전부령으로 정하는 용기기준과 수납·저장기준에 따라 수납되어 저장·보관되고 용기 외부에 물품의 통칭명·수량 및 화기엄금 표시가 있는 동식물유류는 위험물안전관리법 시행령 별표 1 비고에 따라 위험물에서 제외되므로, 지정수량 이상을 저장하더라도 제조소등 설치허가 대상이 아니다. 다만 화물자동차에 적재하여 운반하는 경우에는 위험물 운반에 관한 기준이 적용되므로 운반기준이 적용되지 않는다는 설명은 틀렸다.

발화점이 약 34℃로 매우 낮아 공기 중에서 자연발화할 수 있고, 이를 방지하기 위해 물속에 저장하는 위험물은 황린이다.
황린은 백색 또는 담황색의 자연발화성 고체로 연소 시 오산화인의 흰 연기를 내며, 적린·황·마그네슘은 물속에 저장하지 않는다.

P4S3(삼황화인)은 황화인, Al(알루미늄분)은 금속분, Mg(마그네슘)은 모두 제2류 위험물이다. Li(리튬)은 제3류 위험물의 알칼리금속에 해당하므로 제2류가 아니다.

화학포 반응식은 $6\mathrm{NaHCO_3}+\mathrm{Al_2(SO_4)_3}\cdot 18\mathrm{H_2O} \rightarrow 3\mathrm{Na_2SO_4}+2\mathrm{Al(OH)_3}+6\mathrm{CO_2}+18\mathrm{H_2O}$로, 탄산수소나트륨 6몰에서 이산화탄소 6몰이 생성된다. 표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 $6\times 22.4=134.4\,\mathrm{L}$이다.

이황화탄소의 발화점은 약 100℃로 디에틸에테르(약180℃), 아세톤(약465℃), 아세트알데히드(약185℃)보다 낮다.

제6류 위험물은 산화성 액체로 과산화수소를 제외하면 질산·과염소산 모두 강산이다. 자신은 불연성이며 강한 산화성을 가지고, 물과 접촉하면 발열반응을 하므로 환원성·가연성·흡열반응이라는 설명은 모두 틀렸다.

제시된 물질 중 등유의 발화점은 약 210℃로 가솔린(약 300℃), 아세톤(약 465℃), 톨루엔(약 480℃)보다 낮다.

질산에틸·니트로글리세린·니트로글리콜은 모두 제5류 자기반응성 물질(질산에스터류)이다. 니트로벤젠은 니트로기를 가지고 있지만 인화성 액체로서 제4류 위험물 제3석유류에 해당한다.

알칼리토금속은 제3류 위험물로 지정수량 50kg이며 위험등급 Ⅱ에 해당하여 나머지 셋과 다르다.
아염소산염류(제1류, 지정수량 50kg)와 제6류 위험물은 위험등급 Ⅰ이고, 질산에스터류도 제5류 위험물 중 제1종(지정수량 10kg)으로 위험등급 Ⅰ이다.

제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘의 운반용기 주의사항은 "화기주의" 및 "물기엄금"이므로 "화기엄금"이라는 표시는 잘못되었다. 제2류에서 "화기엄금"을 표시하는 것은 인화성 고체뿐이다. 나머지 보기의 제1류 알칼리금속 과산화물, 제4류, 제3류 자연발화성물질의 표시는 모두 옳다.

염소산나트륨(NaClO3)은 비중 약 2.5의 무취 결정으로 물·알코올에 잘 녹고 조해성이 커서 습기를 흡수하며, 산과 반응하면 유독하고 폭발성이 있는 이산화염소(ClO2)를 발생한다. 조해성 때문에 철제용기를 부식시키므로 밀전하여 저장한다.

과염소산은 무색의 산화성 액체로 제6류 위험물이다. 자신은 불연성이어서 점화원에 의해 단독으로 연소하지 않고, 고체가 아닌 액체이며, 증기비중이 약 3.5로 공기보다 무겁다.

위험물안전관리에 관한 세부기준의 포소화설비 기준에서 포헤드방식의 포헤드는 방호대상물의 표면적 9m2당 1개 이상 설치하고, 방호대상물 표면적 1m2당 방사량이 6.5L/min 이상이 되도록 하여야 한다.

연소가 잘 일어나려면 활성화에너지가 작아 쉽게 반응을 시작하고, 열전도율이 작아 열이 내부에 축적되어야 한다. 산소와의 친화력이 작거나 발열량이 작거나 활성화에너지가 크면 연소 가능성이 낮아진다.

나트륨은 물과 반응하여 수소를 발생시키고($2\mathrm{Na}+2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{NaOH}+\mathrm{H_2}$), 불꽃 반응 시 노란색을 나타낸다.
칼륨은 불꽃색이 보라색이고, 과산화칼륨·과산화나트륨은 물과 반응 시 수소가 아닌 산소를 발생시킨다.

연소의 연쇄반응을 차단·억제하여 소화하는 방법은 부촉매소화(억제소화)로, 할로겐화합물 소화약제가 대표적이다. 냉각소화는 열을 빼앗아 발화점 이하로 낮추는 것, 질식소화는 산소 공급을 차단하는 것, 제거소화는 가연물을 제거하는 것이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5에서 옥내저장소 하나의 저장창고 바닥면적을 1000m2 이하로 하는 위험물에 제4류 중 특수인화물·제1석유류·알코올류가 포함되며, 알코올류의 위험등급은 Ⅱ이므로 옳은 조합이다. 제1석유류는 위험등급 Ⅱ, 제2석유류·제3석유류는 위험등급 Ⅲ(바닥면적 2000m2)이므로 나머지는 틀렸다.

적린이 연소하면 오산화인(P2O5)의 흰 연기가 발생하며, 인화수소(PH3)가 발생한다는 설명은 틀렸다. 적린은 물·에틸알코올에 녹지 않고 착화온도가 약 260℃이며, 염소산염류 등 산화제와 혼합되면 마찰·충격에 의해 쉽게 착화한다.

현행 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 제5류 위험물의 지정수량은 위험성 정도에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 구분한다. 질산에스테르류는 제1종(10kg)에 해당하고 니트로화합물·아조화합물·히드라진유도체는 제2종(100kg)에 해당하므로 질산에스테르류만 지정수량이 다르다.

과산화칼륨은 제1류 위험물 중 무기과산화물로 물과 접촉하면 $2\mathrm{K_2O_2}+2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{KOH}+\mathrm{O_2}$ 반응으로 열과 산소를 발생시킨다. 과망간산칼륨·과염소산칼륨은 물에 녹을 뿐 산소를 발생시키지 않고, 과산화수소는 물과 반응하지 않고 잘 섞인다.

위험물안전관리법 시행령 별표 3에서 판매취급소는 점포에서 위험물을 용기에 담아 판매하기 위하여 지정수량의 40배 이하의 위험물을 취급하는 장소로 정의한다. 따라서 (가)는 40, (나)는 취급이 알맞다.

지정수량은 아염소산염류 50kg, 질산염류 300kg, 과망간산염류 1000kg이다. 배수의 합은 $\dfrac{100}{50}+\dfrac{3000}{300}+\dfrac{1000}{1000}=2+10+1=13$배이다.

칼륨은 제3류 위험물로 물과 격렬히 반응하여 수소를 발생시키는 금수성 물질이다. 황린은 같은 제3류이지만 자연발화성 물질로 오히려 물속에 저장하며, 적린과 마그네슘은 제2류 위험물이다.

제1종 분말소화약제의 주성분은 탄산수소나트륨(NaHCO3)이다. KHCO3는 제2종, NH4H2PO4(제1인산암모늄)는 제3종 분말소화약제의 주성분이다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에서 운반용기의 재질은 강판·알루미늄판·양철판·유리·금속판·종이·플라스틱·섬유판·고무류·합성섬유·삼·짚·나무로 규정하고 있다. 도자기는 여기에 포함되지 않는다.

황이 연소하면 자극적이고 유독한 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)가 발생하므로 "인체에 무해하다"는 설명이 틀렸다. 미분 상태에서는 분진폭발 우려가 있고, 용융된 황을 물로 급냉하면 고무상황을 얻을 수 있다.

초산에스테르류는 분자량이 증가할수록 인화점이 높아지고 수용성이 감소하며 증기비중이 커진다. 탄소수가 늘어나면 가능한 구조가 많아져 이성질체 수는 오히려 증가하므로, 줄어든다는 설명이 옳지 않다.

과산화칼륨은 물과 반응하여 수소가 아닌 산소를 발생시키므로($2\mathrm{K_2O_2}+2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{KOH}+\mathrm{O_2}$) 수소를 발생한다는 설명이 틀렸다. 융점이 약 490℃인 무색 또는 오렌지색 분말로 비중이 약 2.9로 물보다 무겁다.

마그네슘·금속분·철분은 제2류 위험물로 지정수량이 모두 500kg이다. 황은 같은 제2류이지만 지정수량이 100kg이므로 나머지 셋과 다르다.

할로겐화합물 소화약제는 할로겐 원소가 연소의 연쇄반응을 차단·억제하는 부촉매효과(억제효과)가 주된 소화효과이다. 냉각·질식효과도 일부 있으나 부수적인 효과에 불과하다.

과산화칼륨과 과산화마그네슘은 염산과 반응하여 각각 염화칼륨·염화마그네슘과 함께 공통으로 과산화수소(H2O2)를 생성한다($\mathrm{K_2O_2}+2\mathrm{HCl} \rightarrow 2\mathrm{KCl}+\mathrm{H_2O_2}$). 과산화수소는 제6류 위험물로 지정수량은 300kg이다.

트리니트로페놀(피크르산)은 강한 쓴맛과 독성이 있으며 공업용은 휘황색의 침상결정이다. 에탄올과 혼합되면 충격에 예민해져 위험하고, 금속과 반응하여 예민한 금속염을 만들므로 철제 용기 저장은 금지되며, 더운물·알코올·아세톤·벤젠에 녹는다.

탄소의 완전연소 반응식은 $\mathrm{C}+\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$로 탄소 1몰에서 이산화탄소 1몰이 생성된다. 표준상태에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이므로 생성되는 CO2는 22.4L이다.

염소산나트륨(염소산염류)·과산화칼슘(무기과산화물)·아염소산나트륨(아염소산염류)은 모두 제1류 위험물로 지정수량이 50kg이다. 질산칼륨은 질산염류로 지정수량이 300kg이므로 나머지 셋과 다르다.

연소의 3요소는 가연물, 산소공급원, 점화원이다. 성냥불(점화원)+황(가연물)+염소산암모늄(산화성 물질로 산소공급원)은 3요소를 모두 갖추었다. 수소·휘발유·알코올은 가연물, 공기는 산소공급원이지만 나머지 보기에는 3요소 중 일부가 중복되거나 빠져 있다.

하나의 간이탱크저장소에 설치하는 간이저장탱크는 3기 이하로 하고(동일한 품질의 위험물 탱크를 2기 이상 설치 금지), 간이저장탱크의 용량은 600L 이하로 한다. 탱크는 두께 3.2mm 이상의 강판으로 제작하고 70kPa의 압력으로 10분간 수압시험을 하여 새거나 변형되지 않아야 한다.
근거: 위험물안전관리법 시행규칙 별표9 제2호·제5호·제6호

위험물안전관리법 시행규칙 별표15에 따른 이송취급소 설치 제외 장소는 철도·도로의 터널 안, 고속국도 및 자동차전용도로의 차도·갓길 및 중앙분리대, 호수·저수지 등 수리의 수원이 되는 곳, 붕괴 위험이 있는 급경사지역이며, 일반국도 변의 평탄한 공업지역은 이 제외 장소에 해당하지 않는다.

고정주유설비 펌프기기의 주유관 끝부분 최대배출량은 제1석유류 분당 50L 이하, 등유 분당 80L 이하, 경유 분당 180L 이하이다(경유와 등유의 수치를 바꾸어 출제하는 경우에 주의). 참고로 고정주유설비의 주유관 길이는 5m 이내로 하고, 중심선을 기점으로 도로경계선까지 4m 이상의 거리를 유지한다.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표13 Ⅳ 제2호 가목·제3호·제4호

판매취급소의 위험물 배합실은 바닥면적 6㎡ 이상 15㎡ 이하로 하고, 내화구조 또는 불연재료로 된 벽으로 구획하며, 바닥은 위험물이 침투하지 않는 구조로 적당한 경사와 집유설비를 두고, 출입구에는 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문을 설치하며, 출입구 문턱 높이는 바닥면으로부터 0.1m 이상, 내부에 체류한 가연성 증기 등을 지붕 위로 방출하는 설비를 한다.
근거: 위험물안전관리법 시행규칙 별표14 Ⅰ 제1호 자목.

옥내·옥외저장소에서 용기를 겹쳐 쌓는 높이 기준: ① 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기만을 겹쳐 쌓는 경우 6m, ② 제4류 위험물 중 제3석유류·제4석유류 및 동식물유류를 수납하는 용기만을 겹쳐 쌓는 경우 4m, ③ 그 밖의 경우 3m. 제3석유류이므로 4m이다.(위험물안전관리법 시행규칙 별표18 Ⅲ(저장의 기준))

급기구는 바닥면적 150m² 마다 1개 이상, 크기 800cm² 이상이 원칙이나, 바닥면적 150m² 미만이면 60m² 미만 150cm²·60~90m² 미만 300cm²·90~120m² 미만 450cm²·120~150m² 미만 600cm² 이상으로 한다. 100m²는 '90m² 이상 120m² 미만' 구간이므로 450cm² 이상.
[근거] 위험물안전관리법 시행규칙 별표4 Ⅴ(환기설비)