[위험물기능장 필기] 11년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피는 보일의 법칙($P_1V_1=P_2V_2$)을 따른다.
$30\times150=40\times P_2$이므로 $P_2=\dfrac{30\times150}{40}=112.5$, 즉 압력은 112.5기압이 된다.

용질을 녹였을 때 증기압 강하가 용질의 몰분율에 비례한다는 내용은 라울의 법칙이다.
묽은 용액에서 용매의 증기압은 용매의 몰분율에 비례하므로, 낮아진 양인 증기압 강하는 결국 용질의 몰분율에 비례한다. 이 때문에 용질의 종류와 무관하게 입자 수만으로 결정되는 끓는점 오름·어는점 내림 같은 총괄성이 나타난다.
일정성분비의 법칙: 한 화합물을 이루는 성분 원소의 질량비가 언제나 일정하다는 법칙으로, 용액의 증기압과는 관계가 없다.
'증기압의 법칙'과 '이상용액의 법칙'은 이 현상을 가리키는 정식 명칭이 아니다.

그림은 벤젠 고리에 CH3 1개와 NO2 3개(2·4·6 위치)가 붙은 트리니트로톨루엔(TNT)이며, 물에 녹지 않고 아세톤·벤젠에는 잘 녹는다.
TNT는 제5류 위험물 니트로화합물로 담황색 결정이다. 물에는 거의 녹지 않지만 아세톤, 벤젠, 에테르, 더운 알코올에는 잘 녹아 이 성질을 이용해 재결정으로 정제한다.
녹는점이 약 80℃인 고체 결정이므로 '휘황색 액체'라는 설명은 상태부터 맞지 않는다.
규조토에 흡수시켜 다이너마이트를 만드는 원료는 TNT가 아니라 니트로글리세린이다.
여름에 기화하고 겨울에 동결할 우려가 있다는 설명도 상온에서 액체인 니트로글리세린 쪽 성질이다.

탱크의 공간용적은 원칙적으로 탱크 내용적의 5% 이상 10% 이하로 정한다.
지름 10m, 높이 16m인 원통형 탱크의 내용적은 $V=\pi r^2h=\pi\times5^2\times16\approx1256.6\,\mathrm{m}^3$이다.
여기에 5%와 10%를 곱하면 공간용적은 약 62.8m³ 이상 125.7m³ 이하가 된다.

액체위험물은 운반용기 내용적의 98% 이하로 수납하되, 섭씨 55도의 온도에서 누설되지 않도록 공간용적을 유지해야 하므로 65도라는 기준은 틀렸다.
고체위험물을 내용적의 95% 이하로 수납하는 것, 하나의 외장용기에 다른 종류의 위험물을 함께 수납하지 않는 것은 모두 옳은 운반기준이다.

이동저장탱크는 내부를 4,000L 이하마다 칸막이로 구획하여야 한다.
용량 10,000L인 탱크를 4,000L 이하씩 나누려면 2개의 실로는 부족하므로 최소 3개의 실로 구획해야 한다.

괄호에 들어갈 수치는 35.5다. 과산화벤조일 함유량이 35.5중량퍼센트 미만이면서 전분가루·황산칼슘2수화물·인산1수소칼슘2수화물과 섞인 것은 제5류 위험물에서 제외한다.
유기과산화물이라도 불활성 고체로 충분히 희석되면 자기반응성 위험이 크게 낮아지므로, 법령은 물질별로 제외 농도 기준을 따로 두고 있다.
물질마다 기준 수치가 다른 것이 함정이다. 과산화지크밀과 1·4비스(2-터셔리부틸퍼옥시이소프로필)벤젠은 40중량퍼센트 미만, 비스(4클로로벤조일)퍼옥사이드와 시크로헥사놀퍼옥사이드는 30중량퍼센트 미만이고, 과산화벤조일만 35.5중량퍼센트 미만이다.

제1류 위험물 중 과염소산칼륨(KClO4)의 융점은 약 610℃로, 보기 물질 중 가장 높다.
과염소산나트륨(약 482℃), 염소산칼륨(약 368℃), 염소산나트륨(약 248℃) 순으로 융점이 낮아진다.

알킬리튬은 알킬알루미늄과 함께 운송책임자의 감독·지원을 받아 운송하여야 하는 위험물로 법령에 명시되어 있다.
칼륨, 히드라진유도체, 특수인화물은 이러한 감독·지원 대상으로 지정되어 있지 않다.

증류공정에서는 설비의 내부압력 변동 등에 의해 액체나 증기가 새지 않도록 하여야 하므로, 외부압력 변동으로 액체·증기가 생기게 해야 한다는 설명은 틀렸다.
추출공정에서 추출관 내부압력의 비정상 상승을 막는 것은 옳은 기준이다.
건조공정에서 위험물 온도가 국부적으로 상승하지 않도록 하는 것도 옳은 기준이다.
분쇄공정에서 위험물 분말이 부착된 채로 기계·기구를 취급하지 않는 것도 옳은 기준이다.

방사 시 유효거리는 Halon 1211 소화기가 더 길다. Halon 1211은 액체 상태로 방사되어 화점까지 도달하는 거리가 길고, Halon 1301은 기화성이 커서 전역방출 방식에 주로 쓰이므로 이 설명이 틀렸다.
두 약제 모두 부촉매 효과가 있고 공기보다 무거우며, 분자량이 더 큰 Halon 1211의 증기비중과 액체비중이 Halon 1301보다 크다는 설명은 옳다.

연소 시 발생하는 일산화탄소(CO)는 혈액 속 헤모글로빈과 결합해 산소 운반을 방해함으로써 산소부족(질식)을 일으키는 대표적 연소생성물이다.
HCl, NH3, HCN도 유독가스이지만, 헤모글로빈과 결합해 산소부족을 일으키는 기전은 CO의 특징적 성질이다.

소화난이도등급 I 의 옥외탱크저장소(지중탱크·해상탱크 제외) 중 인화점 70℃ 이상인 제4류 위험물만을 저장하는 탱크에는 물분무소화설비 또는 고정식 포소화설비를 설치하도록 정하고 있다.
옥내소화전설비, 스프링클러설비, 이산화탄소소화설비는 이 조건의 옥외탱크저장소에 지정된 소화설비가 아니다.

메틸에틸케톤퍼옥사이드는 제5류 위험물(자기반응성물질)로 자체에 산소를 함유하고 있어 질식소화가 효과가 없고, 다량의 물로 냉각소화하는 것이 가장 적합하다.
억제소화나 제거소화는 자기반응성물질의 연소 특성상 효과적이지 않다.

중크롬산나트륨(지정수량 1,000kg)과 아질산칼륨(지정수량 300kg)의 합이 1,300kg으로 보기 중 가장 크다.
중크롬산칼륨+아염소산나트륨과 과망간산나트륨+염소산칼륨은 각각 1,050kg, 요오드산칼륨+아질산칼륨은 600kg으로 이보다 작다.

질산암모늄의 분해반응식은 $2\mathrm{NH_4NO_3}\rightarrow2\mathrm{N_2}+4\mathrm{H_2O}+\mathrm{O_2}$이다.
질산암모늄의 몰질량은 80g/mol이므로 80g은 1몰이며, 이때 생성물은 N2 1몰, H2O 2몰, O2 0.5몰이다.
생성물의 총량은 $1+2+0.5=3.5$몰, 즉 3.5몰이 된다.

PHA(예비위험분석)는 위험요소를 정성적으로 도출하는 기법으로, 정량적 평가방법이 아니다.
FTA(결함수분석), ETA(사건수분석), CCA(원인결과분석)는 확률·빈도를 수치로 산출하는 정량적 위험성평가 기법이다.

알루미늄분이 수산화나트륨 수용액과 반응하면 알루민산나트륨(NaAlO2)과 수소가 생성되므로, 생성물을 NaAl(OH)2라고 한 설명이 틀렸다.
알루미늄 화재에 할로겐화합물 소화약제가 적응성이 없다는 것은 옳은 설명이다.
아연이 시안화칼륨(KCN) 수용액에 녹는다는 것도 옳은 설명이다.
아연이 염산과 반응해 ZnCl2와 수소를 생성한다는 것도 옳은 설명이다.

위험물제조소에 설치하는 옥내소화전의 개폐밸브 및 호스접속구는 바닥면으로부터 1.5m 이하의 높이에 설치하여야 한다.
이는 소화전을 사용하는 사람이 서 있는 상태에서 쉽게 조작할 수 있도록 정한 높이 기준이다.

구멍이 뚫린 마개를 사용하는 저장방법은 과산화수소에 해당하는 방법으로, 과염소산은 밀폐할 수 있는 유리·도자기 등의 용기에 저장해야 하므로 이 설명이 틀렸다.
가열 시 폭발 위험이 있어 주의하는 것은 옳은 내용이다.
종이·나무조각 등 가연물과의 접촉을 피하는 것도 옳은 내용이다.
물과 접촉하면 심하게 반응(발열)하므로 접촉을 금지하는 것도 옳은 내용이다.

트리클로로실란(SiHCl3)은 위험물안전관리법령상 염소화규소화합물로 분류되어 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성물질)에 해당한다.
제3류 위험물은 공기 또는 물과 접촉하면 발화하거나 가연성 가스를 발생시키는 특성을 가진다.

제4류 위험물인 메틸에틸케톤은 지정수량 단위가 리터(L)로 표시되는 반면, 나머지는 모두 킬로그램(kg) 단위로 지정수량이 표시된다.
질산망간(제1류), 과염소산(제6류), 트리에틸알루미늄(제3류)은 모두 지정수량을 kg 단위로 나타낸다.

과산화수소에 인산·요산 등의 안정제를 첨가하는 목적은 자연발화 방지가 아니라 분해 방지이므로 이 설명이 틀렸다.
농도 30중량퍼센트인 과산화수소는 위험물 기준 농도(36중량% 이상)에 미달하여 위험물에 해당하지 않는다는 것, 질산과 염산을 일정 비율로 섞으면 금·백금도 녹이는 왕수가 된다는 것, 질산을 갈색병에 넣어 직사광선을 피해 보관한다는 것은 모두 옳은 설명이다.

벤젠이 진한 황산과 반응해 벤젠술폰산(C6H5SO3H)과 물을 만드는 반응은 술폰화다.
반응식 C6H6 + H2SO4 → C6H5·SO3H + H2O에서 보듯 벤젠 고리의 수소 하나가 술폰산기(-SO3H)로 바뀌고 물이 빠져나오는 방향족 치환반응이다.
니트로화: 진한 질산과 진한 황산의 혼산으로 -NO2를 도입해 니트로벤젠을 만드는 반응이다.
할로겐화(요오드화 포함): 철 촉매 등에서 -Cl, -Br 같은 할로겐 원자로 치환하는 반응이다.
생성물에 붙은 작용기가 -SO3H이므로 황산에 의한 술폰화로 판정한다.

뉴턴의 점성법칙에서 유체의 전단응력은 $\tau=\mu\dfrac{du}{dy}$로 표현되며, μ는 점성계수, du/dy는 속도구배(속도경사)를 의미한다.
따라서 전단응력을 나타낼 때 사용되는 것은 점성계수와 속도구배이다.

금속칼륨은 습기 및 공기와의 접촉을 방지하기 위해 석유(등유·경유 등 보호액) 속에 넣어 보관한다.
칼륨은 물이나 공기 중 수분과 반응하면 수소가스를 발생시키며 발화할 위험이 있어, 보호액에 격리 저장하는 것이 기본적인 저장 방법이다.

처마높이가 6m 이상인 단층건물이라는 조건은 옥내저장소에 자동화재탐지설비를 설치해야 하는 기준이며, 제조소·일반취급소의 설치 기준에는 해당하지 않는다.
제조소 및 일반취급소는 연면적 500㎡ 이상이거나 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우에 자동화재탐지설비를 설치해야 한다.
연면적 500㎡ 이상인 것은 설치 대상에 해당한다.
지정수량 100배의 휘발유를 옥내에서 취급하는 것은 100배 기준을 충족해 설치 대상에 해당한다.
지정수량 200배의 벤젠을 옥내에서 취급하는 것도 100배 기준을 초과하므로 설치 대상에 해당한다.

수원의 수량은 방호대상물 표면적 1㎡당 분당 20L의 비율로 30분간 방사할 수 있는 양 이상으로 정한다.
$50 \times 20 \times 30$
$= 30{,}000\ \mathrm{L}$

탄화칼슘(CaC₂)의 비중은 약 0.9가 아니라 약 2.2로, 물보다 무거운 고체이다.
분자량은 Ca(40)과 C₂(24)를 더한 약 64이며, 고온에서 질소와 반응해 석회질소(CaCN₂)를 생성하고, 공기 중 수분을 흡수하는 흡습성도 있다.

현행 기준: 제5류 자기반응성물질의 지정수량은 품명별이 아니라 위험성 시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 정한다(위험물안전관리법 시행령 별표 1). 지정수량을 200kg으로 적은 설명은 현행 기준과 맞지 않는다.
아래 정답은 개정 전 기준이다. 2024년 7월 31일 시행 개정으로 제5류의 품명별 지정수량이 폐지되었다.
지정수량 100kg인 제5류 위험물은 히드록실아민, 히드록실아민염류이며, 히드라진 유도체는 지정수량 200kg인 품명이다.
따라서 히드라진 유도체를 100kg 품명에 포함시킨 설명이 틀린 내용이다.
아조화합물과 금속의 아지화합물은 지정수량 200kg, 위험등급 Ⅱ로 옳은 설명이다.
유기과산화물 함유량 기준 지정수량 10kg인 것을 지정과산화물이라 부르는 것도 옳다.
니트로셀룰로오스·니트로글리세린·질산메틸은 질산에스테르류로 지정수량 10kg이 맞다.

임계 유속은 레이놀즈수 공식에서 구한다.
$Re = \dfrac{Vd}{\nu}$
$V = \dfrac{Re \times \nu}{d} = \dfrac{2000 \times 0.0131}{5} = 5.24$
따라서 임계 유속은 약 5.24cm/s이다.

CH₃COOOH(과아세트산, Peracetic acid)는 유기과산화물 구조(-C(=O)-O-O-H)를 가진 물질이다.
유기과산화물은 자기반응성물질로 분류되어 제5류 위험물에 해당한다.

비위험물을 원료로 위험물을 만들어 내는 A는 위험물제조소, 위험물을 원료로 비위험물을 만드는 B는 위험물취급소(일반취급소) 허가를 받아야 한다.
그림에서 A는 '원료(비위험물) → 작업 → 제품(위험물)'이다. 제조소는 위험물을 제조할 목적으로 지정수량 이상의 위험물을 취급하는 장소이므로, 결과물이 위험물인 A가 여기에 해당한다.
B는 '원료(위험물) → 작업 → 제품(비위험물)'이라 위험물을 새로 만들어 내지 않고 소비·사용만 한다. 이런 공정은 제조소가 아니라 취급소(일반취급소)로 허가받는다.

대형수동식소화기는 방호대상물로부터 보행거리 30m 이하가 되도록 설치하는 것이 원칙이다.
다만 옥내소화전설비·옥외소화전설비·스프링클러설비 또는 물분무등소화설비와 함께 설치하는 경우에는 이 보행거리 기준을 적용하지 않는다.
물분무소화설비는 물분무등소화설비에 속하므로, 물분무소화설비가 갖춰진 옥외탱크저장소의 대형수동식소화기는 보행거리 제한을 받지 않는다.

이동탱크저장소에 접지도선을 설치해야 하는 대상은 정전기에 의한 재해 발생 우려가 큰 특수인화물, 제1석유류, 제2석유류를 저장·취급하는 경우이다.
알코올류는 접지도선 설치 대상 품명에 들어 있지 않으므로, 접지도선이 없는 이동탱크저장소로도 저장·취급할 수 있다. 알코올류는 극성이 커 도전성이 있어 정전기가 잘 축적되지 않는 성질도 함께 이해해 두면 좋다.

금속칼륨은 물과 반응해 수소 기체를 발생시킨다.
$2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}$
칼륨 10g의 몰수는 $\dfrac{10}{39} \approx 0.256$몰이고, 반응식에서 수소는 칼륨의 절반 몰수만큼 생성된다.
$0.256 \times \dfrac{1}{2} \times 2 \approx 0.26$
따라서 발생하는 수소는 약 0.26g이다.

제2종 분말소화약제(중탄산칼륨, KHCO₃)의 열분해 생성물 중 4℃ 부근에서 밀도가 최대이고 결합각이 104.5°인 물질은 물(H₂O)이다.
$2\mathrm{KHCO_3} \rightarrow \mathrm{K_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$

알칼리금속 과산화물(예: 과산화나트륨)은 물과 격렬히 반응해 산소를 방출하므로 주수소화를 절대 금지한다.
물분무·스프링클러 등 주수계 설비와 이산화탄소·할로겐화합물 소화설비도 적응성이 없으며, 마른모래·팽창질석과 함께 탄산수소염류 분말소화설비가 적응성을 가진다.

제시된 아염소산나트륨, 염소산나트륨, 차아염소산칼슘, 과염소산칼륨 네 가지가 모두 제1류 위험물이므로 답은 4개다.
아염소산나트륨은 아염소산염류, 염소산나트륨은 염소산염류, 과염소산칼륨은 과염소산염류로 셋 다 시행령 별표1에 직접 규정된 제1류 품명이며 지정수량은 각각 50kg이다.
혼동하기 쉬운 것은 차아염소산칼슘인데, 이는 행정안전부령으로 정하는 품명인 차아염소산염류에 속해 역시 제1류 위험물이다. 넷 다 염소의 산소산염이라는 공통점이 있어 모두 산화성 고체로 분류된다.

오황화린(P₂S₅)은 물과 반응해 유독한 황화수소(H₂S)와 인산을 생성한다.
$\mathrm{P_2S_5} + 8\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{H_3PO_4} + 5\mathrm{H_2S}$

위험물안전카드는 제1류·제2류·제3류·제5류·제6류 위험물과, 제4류 위험물 중에서는 특수인화물·제1석유류를 운송하는 경우에 휴대해야 한다.
경유는 제4류 중 제2석유류에 해당하므로 카드 휴대 대상에서 제외된다.
벤젠은 제1석유류이므로 휴대 대상이다.
디에틸에테르는 특수인화물이므로 휴대 대상이다.
휘발유도 제1석유류이므로 휴대 대상이다.

단순히 저장·취급기준의 중요기준을 위반한 것만으로는 허가취소·사용정지 사유에 해당하지 않는다. 법령은 위반 자체가 아니라 저장·취급기준 준수명령을 위반한 때를 사유로 정하고 있다.
그 밖의 허가취소·사용정지 사유는 변경허가 없이 위치·구조·설비를 변경한 때, 위험물안전관리자를 선임하지 않은 때, 안전관리자 부재 시 대리자를 지정하지 않은 때, 정기점검·정기검사를 받지 않은 때 등이다.

요오드값은 유지 100g에 결합하는 요오드의 g수로 정의된다.
요오드값이 클수록 불포화도가 높아 자연발화(산화) 위험이 크며, 동식물유류를 건성유·반건성유·불건성유로 구분하는 기준이 된다.

질산의 분해반응은 다음과 같다.
$4\mathrm{HNO_3} \rightarrow 4\mathrm{NO_2} + 2\mathrm{H_2O} + \mathrm{O_2}$
질산 4몰이 분해되면 H₂O 2몰, NO₂ 4몰, O₂ 1몰이 생성된다.

같은 1족(알칼리금속) 원소는 원자번호가 작을수록 이온화에너지가 크다.
리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐 순으로 원자번호가 커지므로 이 중 리튬의 이온화에너지가 가장 크다.

이산화탄소소화약제는 동결 우려가 없는 소화약제다. 액화가스 상태로 저장·방출되므로 한랭지에서도 물계 소화약제와 달리 동결 문제가 발생하지 않는다.
소화 후 잔사가 남지 않아 오손이 없고, 전기절연성이 우수해 전기화재에 적합하며, 밀폐 공간에서 다량 사용 시 질식 위험이 있다는 점은 옳은 설명이다.

제6류 위험물 중 할로겐간화합물로 규정된 것은 삼불화브롬(BrF₃), 오불화브롬(BrF₅), 오불화요오드(IF₅)이다.
"오불화피리딘"은 위험물안전관리법령이 정한 할로겐간화합물 품명에 해당하지 않는 명칭으로, 제6류 위험물로 분류되지 않는다.

제2류 위험물(가연성고체)은 비교적 낮은 온도에서 착화하기 쉬운 가연성 물질이며, 연소속도가 빠른 고체라는 특징을 가진다.

몰수는 질량을 원자량으로 나누어 구한다.
$\dfrac{80}{12} \approx 6.67$, $\dfrac{20}{1} = 20$
$6.67 : 20 = 1 : 3$
따라서 C와 H의 몰비는 1:3이다.

나트륨(Na)은 원자번호 11번으로 3주기 1족에 속하는 원소이며, "4주기"라는 설명은 틀렸다.
화학적 활성이 크고 공기 중 수분과 반응해 자연발화 위험이 있으며, 밀도가 약 0.97g/㎤로 물보다 가벼운 금속이라는 나머지 설명은 옳다.

지정수량은 부틸리튬(알킬리튬) 10kg, 마그네슘 500kg, 인화칼슘 300kg, 황린 20kg이다.
이 중 마그네슘의 지정수량이 가장 크다.

포소화전 방식은 소방대상물에 사람이 직접 다가가 호스를 끌어 방사하는 이동식 설비로, 화재 시 용이하게 접근할 수 있는 대상물에 설치한다.
고정포방출구 방식은 대형 탱크에 고정 설치되고, 포모니터노즐 방식은 접근이 어려운 곳을 원거리에서 방사하는 방식이어서 접근이 쉬운 대상물용 설비와는 성격이 다르다.

제조소의 안전거리는 대상물 종류에 따라 다르게 정해지는데, 고압가스안전관리법에 따라 신고해야 하는 고압가스 저장·취급시설은 20m 이상의 안전거리를 두어야 한다.
지정문화재는 50m 이상의 안전거리가 필요하다.
주거용 건축물은 10m 이상이면 된다.
학교는 다수인을 수용하는 시설로 30m 이상이 필요하다.

염소산칼륨(KClO₃)은 약 400℃ 부근의 고온에서 열분해되며, "100℃ 미만에서 분해된다"는 설명은 틀렸다.
과산화바륨은 염산과 반응해 과산화수소를 발생시키고, 과망간산칼륨은 알코올·글리세린과 접촉 시 폭발 위험이 있으며, 염소산나트륨은 산과 반응해 유독한 이산화염소를 발생시킨다는 나머지 설명은 옳다.

동일 시료를 무한히 반복 측정했을 때 얻어지는 데이터 분포의 평균값과 참값의 차이를 정확성(accuracy)이라 한다.
재현성·반복성·안정성은 측정값들이 서로 얼마나 흩어져 있는지를 나타내는 정밀도 관련 개념으로, 참값과의 차이를 뜻하지 않는다.

관리도에서 타점한 점들이 점차 상승하거나 하강하는 추세를 보이는 현상을 경향(trend)이라 한다.
연(run)은 중심선 한쪽으로 점이 연속되는 현상, 주기(cycle)는 점들이 주기적으로 오르내리는 현상, 산포(dispersion)는 흩어짐의 정도를 가리켜 서로 구별된다.

도수분포표는 로트의 분포, 평균치·표준편차, 규격 대비 부적합품률을 파악하기 위해 작성한다.
"개선의 우선순위 파악"은 파레토도의 목적이므로 도수분포표 작성 목적으로 볼 수 없다.

비용구배는 공기를 단축할 때 늘어나는 단위기간당 비용이다.
$\dfrac{30000 - 20000}{5 - 3} = \dfrac{10000}{2} = 5000$
따라서 비용구배는 5,000원/일이다.

"무결점 운동"으로 불리는 품질개선 동기부여 프로그램은 ZD(Zero Defects)이며, 미국의 마틴사(Martin Company)에서 시작되었다.

단조로운 작업의 결함을 없애려면 직무확대·직무충실화, 자율경영팀 활동, 작업자 스스로 직무를 설계하도록 하는 방법이 활용된다.
반대로 하나의 연속작업시간을 길게 하는 것은 오히려 단조로움과 피로를 가중시키므로 결함을 제거하는 방법과는 거리가 멀다.