[위험물기능사 필기] 25년 3회차 기출문제 해설 페이지

불꽃반응에서 노란색(황색) 불꽃을 나타내는 금속은 나트륨(Na)이다. 칼륨은 보라색(자색), 칼슘은 주황색(등적색), 리튬은 적색 불꽃을 나타내어 나트륨과 구별된다. 노란 불꽃은 나트륨 검출의 대표적인 특성이다.

황린은 이황화탄소(CS2)에 잘 녹지만 적린은 CS2를 비롯한 유기용제에 녹지 않는다. 따라서 "황린이나 적린은 이황화탄소에 녹는다"는 설명은 잘못된 것이다. 나머지 보기는 두 물질 모두에 해당하는 옳은 설명이다.

이황화탄소는 인화점이 매우 낮고 휘발하기 쉬워 상온에서도 가연성 증기를 다량 발생시킨다. 물보다 무겁고 물에 녹지 않는 성질을 이용해 물속에 저장하면 액면 위로 증기가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 물속 저장의 주된 목적은 가연성 증기 발생 억제이다.

등유의 발화점(착화온도)은 약 210℃로 알려져 있어 120℃라는 수치는 틀린 설명이다. 등유는 비점이 약 150~300℃인 제2석유류로 물보다 가볍고 증기는 공기보다 무겁다.

과염소산은 산화력이 매우 강한 제6류 위험물이므로 톱밥과 같은 가연성 유기물에 흡수시키면 오히려 발화·폭발 위험이 커진다. 따라서 누설 시 톱밥에 흡수시킨다는 것은 올바른 취급법이 아니다. 나머지 보기는 모두 과염소산 저장·취급 시 지켜야 할 사항이다.

인화점은 이소펜탄 약 -51℃, 디에틸에테르 약 -45℃, 이황화탄소 약 -30℃, 아세톤 약 -18℃ 순으로 낮다. 따라서 보기 중 인화점이 가장 낮은 것은 이소펜탄이다.

발화점은 발열량이 클수록, 화학적 활성도가 클수록, 산소와의 친화력이 좋을수록 낮아진다. 화학적 활성도가 낮거나 산소와 친화력이 나쁜 경우는 오히려 발화점을 높이는 요인이다. 보기 중 발화점을 낮추는 조건은 발열량이 클 때이다.

수성막포(AFFF)는 불소계 계면활성제를 주성분으로 하여 유류 표면에 수성막을 형성해 증발을 억제하는 소화약제로, 기름 화재에 가장 우수한 소화력을 나타낸다. 단백포나 플루오르화단백포, 알코올포는 유류화재에도 쓰이지만 소화력과 내유성 면에서 수성막포에 미치지 못한다.

소화설비 적응성 기준상 제3류 위험물 중 금수성물질을 제외한 것(예: 황린 등)에는 스프링클러설비, 포소화설비, 팽창질석 등 물 계통 소화설비가 적응성을 갖는다. 반면 분말소화설비(탄산수소염류 등 금수성 전용이 아닌 일반 분말)는 이 대상물에 적응성이 표시되어 있지 않다. 따라서 적응성이 없는 것은 분말소화설비이다.

탄화칼슘(CaC2)은 물과 반응하여 수산화칼슘(소석회)과 아세틸렌 가스를 생성한다. 반응식은 $\text{CaC}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ca(OH)}_2 + \text{C}_2\text{H}_2$이다. 따라서 생성물은 소석회와 아세틸렌이다.

소화설비 설치기준상 제조소 또는 취급소용 건축물로서 외벽이 내화구조인 것은 연면적 100m2를 1소요단위로 하므로, "50m2를 1소요단위로 한다"는 설명은 틀렸다. 저장소용 건축물로서 외벽이 내화구조인 것은 연면적 150m2를 1소요단위로 하는 것이 맞다.

위험물안전관리법령상 자연발화성 물질 및 금수성 물질은 제3류 위험물로 분류된다. 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄 등이 이에 해당한다.

화학포소화약제는 외통액(A제)에 탄산수소나트륨과 기포안정제(사포닝 등)를, 내통액(B제)에 황산알루미늄을 사용하여 화학반응으로 이산화탄소 포를 발생시킨다. 과산화수소수는 화학포소화약제의 구성 성분이 아니다.

과산화칼륨은 물과 반응하여 수산화칼륨과 산소를 발생시킨다. 반응식은 $2\text{K}_2\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{KOH} + \text{O}_2$이다. 염소산칼륨, 과염소산칼륨, 아염소산칼륨은 상온의 물과 이러한 반응을 일으키지 않는다.

증기비중은 분자량에 비례하므로 메탄올(분자량 32)과 에탄올(분자량 46)의 증기비중은 서로 다르다. 반면 둘 다 무색투명한 액체이고, 비중이 1보다 작으며, 물에 잘 녹는 성질은 공통적이다. 따라서 공통점이 아닌 것은 증기비중이다.

물은 비열과 기화열이 커서 증발하며 다량의 열을 흡수해 가연물의 온도를 발화점 이하로 낮추는 냉각 효과가 크다. 이 냉각 작용이 물이 소화제로 널리 쓰이는 가장 근본적인 이유이다.

염소산칼륨(KClO3)은 강산화제로서 가열하면 분해되어 산소를 방출한다. 반응식은 $2\text{KClO}_3 \rightarrow 2\text{KCl} + 3\text{O}_2$이다. 실제로는 백색 분말이고 비중은 약 2.3이며 글리세린·에테르에는 잘 녹지 않으므로 나머지 보기는 옳지 않다.

위험물안전관리법령상 소화난이도등급 Ⅰ의 옥내저장소에는 옥내·옥외소화전설비, 스프링클러설비, 이동식 외의 물분무등소화설비(물분무소화설비 포함) 등이 설치기준으로 규정되어 있다. 연결살수설비는 이 대상 소화설비 목록에 해당하지 않는다.

탄화칼슘(CaC2)은 "칼슘 또는 알루미늄의 탄화물"에 해당하여 지정수량이 300kg이므로 500kg이라는 수치는 틀렸다. 트리에틸알루미늄((C2H5)3Al) 10kg, 나트륨(Na) 10kg, 수소화리튬(LiH) 300kg은 모두 옳은 지정수량이다.

위험물 저장탱크의 공간용적은 내용적의 5%~10%로 규정되어 있어, 실제 저장용량은 내용적의 90%~95%가 된다. 내용적 300L 기준으로 계산하면 $300 \times 0.90 = 270\,\mathrm{L}$, $300 \times 0.95 = 285\,\mathrm{L}$이므로 저장 가능 범위는 270~285L이다.

칼륨(K)은 물과 격렬하게 반응하여 수소를 발생시키며 반응열로 발화·폭발할 위험이 있어, 화재 시 주수하면 오히려 위험성이 커진다. 황린, 적린, 니트로셀룰로오스는 주수소화가 가능하거나 오히려 냉각 효과를 얻을 수 있는 물질이다.

1종 판매취급소 배합실은 출입구 문턱의 높이를 바닥면으로부터 0.1m 이상으로 설치하도록 규정되어 있으므로 0.2m 이상이라는 설명은 틀렸다. 바닥면적 6~15m2, 내화구조·불연재료 벽 구획, 자동폐쇄식 갑종방화문 설치 기준은 모두 옳다.

적린과 황린은 동소체 관계로, 연소하면 공통적으로 흰 연기의 오산화인(P2O5)을 생성한다. 황린은 담황색·백색 고체로 마늘 냄새가 나고 물에는 녹지 않으며 맹독성이지만, 적린은 적색 무취 분말로 독성이 없어 나머지 보기는 공통점이 아니다.

마그네슘은 이산화탄소와도 반응하여 연소를 지속시키므로($2\text{Mg} + \text{CO}_2 \rightarrow 2\text{MgO} + \text{C}$) 이산화탄소 소화기로 소화할 수 없다. 뜨거운 물·강산과 반응하여 수소를 발생시키고 알칼리토금속에 속하는 은백색 경금속이라는 설명은 옳다.

자연발화는 열의 축적이 잘 일어날수록, 즉 주위 온도가 높고 표면적과 열전도율이 작으며 발열량이 클수록 발생하기 쉽다. 보기 중 자연발화 조건에 부합하는 것은 발열량이 클 것이다.

황린은 물에는 녹지 않고 벤젠이나 이황화탄소 등 유기용제에 잘 녹는 성질이 있어, "벤젠에는 불용이나 물에 잘 녹는다"는 설명은 사실과 반대로 틀렸다. 그 외 담황색·백색 고체, 강한 환원력, 마늘 냄새는 황린의 옳은 특징이다.

발화점은 이황화탄소 약 100℃, 디에틸에테르 약 180℃, 아세트알데히드 약 175℃, 아세톤 약 465℃ 순으로 이황화탄소가 가장 낮다.

위험물안전관리법령상 옥내저장탱크는 탱크전용실의 벽과의 사이 및 옥내저장탱크 상호 간에 0.5m 이상의 간격을 유지하도록 규정되어 있다.

디에틸에테르는 물에 대한 용해도가 크지 않아 대규모 화재 시 집중 주수로는 효과적인 소화가 어렵고 질식소화가 적합하므로, "물에 잘 녹으므로 집중 주수하여 소화한다"는 설명은 틀렸다. 마취성 증기 주의, 과산화물의 요오드화칼륨 수용액 확인, 정전기 불꽃 주의는 옳은 안전관리 사항이다.

오황화린(P2S5)은 물과 반응하여 인산과 황화수소(H2S) 가스를 발생시킨다. 반응식은 $\text{P}_2\text{S}_5 + 8\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{H}_3\text{PO}_4 + 5\text{H}_2\text{S}$이다.

고정주유설비 펌프기기의 최대토출량은 제1석유류 분당 50리터 이하, 등유 분당 80리터 이하, 경유 분당 180리터 이하로 규정되어 있다. 제1석유류는 휘발유 여부와 관계없이 분당 50리터 이하 기준이 적용되므로 "분당 100리터 이하"라는 설명은 틀렸다.

질산은 직사광선을 피하고 유기물과의 접촉을 차단하며 갈색병에 넣어 보관해야 하는 강산화성 물질이다. 요산이나 인산 등을 첨가하는 것은 질산이 아닌 과산화수소의 안정제 사용법으로, 질산의 저장·취급법에 해당하지 않는다.

화학포소화약제는 황산알루미늄(Al2(SO4)3)과 탄산수소나트륨(NaHCO3)이 반응하여 이산화탄소 포를 발생시키며, 이때 반응 몰비는 $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 : \text{NaHCO}_3 = 1 : 6$이다.

경유는 제2석유류에 해당하는 위험물로, 제3석유류에는 중유·클레오소트유·아닐린 등이 속한다. 따라서 "제3석유류 - 경유"라는 연결은 틀렸다.

위험물안전관리법령상 암반탱크의 공간용적은 당해 탱크 내에 용출하는 7일간의 지하수량에 상당하는 용적과 탱크 내용적의 100분의 1의 용적 중 더 큰 용적으로 정한다. 따라서 괄호에 들어갈 수치는 순서대로 7, 1이다.

인화점 시험방법 규정상 태그밀폐식 시험 결과가 80℃를 초과하는 경우에는 클리브랜드 개방식 인화점측정기로 시험하도록 되어 있어, "클리브랜드밀폐식"이라는 표현이 틀렸다. 0℃ 미만, 0~80℃ 구간에서의 판정 절차는 옳은 설명이다.

암반탱크의 공간용적은 탱크 내에 용출하는 7일간의 지하수량에 상당하는 용적과 탱크 내용적의 100분의 1(1/100)의 용적 중 큰 쪽을 공간용적으로 하도록 규정되어 있다. 따라서 괄호에 들어갈 수치는 7과 1/100이다.

벤젠의 발화점은 약 498℃로 이황화탄소의 발화점(약 100℃)보다 훨씬 높으므로 "이황화탄소보다 착화온도가 낮다"는 설명은 틀렸다. 벤젠은 휘발성이 크고 인화점이 0℃보다 낮으며 증기가 유독한 성질을 가진다.

가솔린의 연소범위(폭발범위)는 약 1.4~7.6%로 알려져 있다.

오황화린이 물과 반응해 생성되는 황화수소(H2S)를 연소시키면 $2\text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + 2\text{SO}_2$ 반응에 따라 유독한 이산화황(SO2) 가스가 발생한다.

금속칼륨과 금속나트륨은 물과 격렬히 반응하여 수소를 발생시키고 공기 중 수분·산소와도 반응하므로, 등유(석유) 속에 넣어 밀봉하여 공기와의 접촉을 차단해 보관한다.

자연발화는 열전도가 낮고 공기와의 접촉 면적이 클수록, 그리고 열이 축적될수록 잘 일어난다. 수분이 많아지면 오히려 미생물 발효나 산화 반응을 촉진해 자연발화를 유발할 수 있으므로 "수분이 높을수록 발생을 방지할 수 있다"는 설명은 틀렸다.

중크롬산암모늄((NH4)2Cr2O7)은 등적색(주황빛을 띤 적색)의 결정이다.

벤젠 증기는 마취성뿐 아니라 흡입 시 조혈기관 및 신경계에 독성을 나타내므로 "독성은 없다"는 설명은 틀렸다. 인화점 약 -11℃, 이황화탄소보다 높은 착화온도, 정전기 발생 주의는 벤젠의 옳은 성질이다.

연소는 가연물이 산소와 결합하며 열과 빛을 내는 산화반응이므로, 연소속도는 곧 산화속도와 가장 의미가 가깝다.

중크롬산칼륨(K2Cr2O7)은 물에는 녹지만 알코올에는 잘 녹지 않으므로 "물과 알코올에 잘 녹는다"는 설명은 틀렸다. 열분해로 산소를 발생시키고 등적색 결정에 쓴맛이 있으며 산화제·의약품 등에 쓰이는 것은 옳은 설명이다.

위험물 운반 시 혼재 가능 기준(위험물안전관리법 시행규칙 별표19)에 따르면 제4류 위험물은 제2류, 제3류, 제5류 위험물과 혼재할 수 있어 가장 많은 유별과 혼재가 가능하다. 반면 제1류와 제6류는 서로만, 제2류와 제3류는 각각 한두 유별과만 혼재가 허용된다.

경유(제2석유류, 비수용성)의 지정수량은 1,000L, 글리세린(제3석유류, 수용성)의 지정수량은 4,000L이다. 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{2000}{1000} + \dfrac{2000}{4000} = 2 + 0.5 = 2.5$이다.

탄산수소나트륨(NaHCO3)과 황산알루미늄(Al2(SO4)3)의 화학반응으로 이산화탄소 포를 발생시키는 소화기는 포말(화학포)소화기이다.

위험물안전관리법령상 동식물유류는 1기압에서 인화점이 섭씨 250도 미만인 것으로 규정되어 있다.

벤젠은 무극성 물질로 물에는 거의 녹지 않고 에테르에는 잘 녹으므로 "물에 잘 녹으며 에테르에는 녹지 않는다"는 설명은 사실과 반대로 틀렸다. 불포화결합을 가지면서도 치환반응이 우세한 점, 무색투명한 액체라는 점, 끓는점이 약 80℃라는 점은 옳은 설명이다.

과산화나트륨(Na2O2)은 물과 반응하여 수산화나트륨과 산소를 발생시키며 반응열이 크므로, 주수소화 시 오히려 위험성이 증가한다. 반응식은 $2\text{Na}_2\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{NaOH} + \text{O}_2$이다.

위험물안전관리법령상 특수인화물은 이황화탄소, 디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 섭씨 100도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 20도 이하이고 비점이 섭씨 40도 이하인 것을 말한다. 따라서 괄호에 들어갈 수치는 순서대로 100, 20이다.

알코올형포소화약제는 단백질 가수분해물에 금속비누 등을 첨가해 알코올과 같은 수용성 용매에 닿아도 포막이 파괴되지 않도록 내알코올성을 강화한 소화약제이다. 일반 포소화약제는 수용성 용매와 접촉하면 소포(消泡) 현상이 일어나 소화 효과를 잃지만, 알코올형포는 이런 단점을 보완하여 수용성 위험물 화재에 유효하다.

휘발유의 액체 비중은 약 0.65~0.8로 물보다 가볍고, 증기비중은 약 3~4로 공기보다 무거워 증기가 낮은 곳에 체류하기 쉽다. 따라서 정전기·점화원 관리에 주의해야 한다.
[근거] 제4류 제1석유류(휘발유) 성상 이론 — 액비중 0.65~0.8, 증기비중 3~4

톨루엔의 인화점은 약 4℃로 벤젠(약 -11℃)보다 높다. 독성은 벤젠보다 약하고, 분자량은 92로 벤젠(78)보다 크며, 둘 다 물에 녹지 않는 비수용성 제1석유류이다.
[근거] 제4류 제1석유류 성상 이론 — 벤젠 인화점 약 -11℃·톨루엔 약 4℃

무기과산화물은 물과 반응하여 산소를 발생하고 발열한다. 예: 2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2↑ (Na 4=4, O 6=6, H 4=4로 계수 균형). 이 때문에 알칼리금속의 과산화물은 주수소화가 금지되며 마른모래 등으로 소화한다.
[근거] 제1류 무기과산화물 반응 이론(2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2, 계수 검증 완료)

질산은 그 비중이 1.49 이상인 것에 한하여 제6류 위험물(산화성액체)로 보며, 지정수량은 300kg이다. 제6류 위험물의 지정수량은 모두 300kg으로 단위가 리터가 아닌 킬로그램임에 주의한다.
[근거] 위험물안전관리법 시행령 별표1 비고 23호 및 제6류 지정수량 300kg

과산화수소는 그 농도가 36중량% 이상인 것에 한하여 제6류 위험물(산화성액체)로 본다. 시판 소독용 과산화수소(약 3%)는 위험물에 해당하지 않는다. 질산은 비중 1.49 이상이 기준이다.
[근거] 위험물안전관리법 시행령 별표1 비고 22호

제6류 위험물(과염소산·과산화수소·질산)은 불연성의 산화성 액체이므로 자신은 연소하지 않는다. 화재 시에는 가연물과 격리하고 소량인 경우 다량의 물로 희석소화하며 마른모래·인산염류 분말 등을 사용한다. 이산화탄소 소화기는 제6류 위험물에 적응성이 없다.
[근거] 위험물안전관리법 시행령 별표1(산화성액체) 및 시행규칙 별표17 소화설비 적응성