[위험물기능장 필기] 03년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

삼황화인(P4S3)은 찬물·염산·황산에는 녹지 않고 질산, 알칼리, 이황화탄소 등에 녹는 황화린의 한 종류다.
분해는 찬물이 아니라 더운물이나 알칼리와 만날 때 일어나며 이때 황화수소(H2S)가 발생하므로, 찬물에서도 분해된다거나 분해 생성물이 인산·이산화황이라고 한 서술은 옳지 않다.

제5류 자기반응성물질은 대부분 비중이 1보다 큰 고체 또는 액체이므로, 비중이 1보다 작고 가용성 액체라는 서술은 옳지 않다.
이 물질군은 분자 내에 산소를 함유해 자기연소가 가능하고 연소속도가 빨라 폭발성이 있으며, 시간이 지나면서 자연발화 위험도 갖는다는 나머지 설명은 타당하다.

디비닐에테르는 산소 양쪽에 비닐기가 붙은 구조로 극성이 작고 소수성이 커서 물에 거의 녹지 않는 비수용성 특수인화물이다.
반면 산화프로필렌은 에폭시기, i-프로필아민은 아미노기가 물과 수소결합을 이루어 물에 잘 녹고, 메틸에틸에테르도 분자가 작아 수용성 특수인화물로 분류된다.

삼황화인(P4S3)은 제2류 가연성고체(황화린류)에 해당하므로 산화성고체(제1류)가 아니다.
과산화나트륨, 염소산칼륨, 과염소산암모늄은 모두 제1류 산화성고체로 분류되는 물질이다.

니트로셀룰로오스는 물에 녹지 않으며 아세톤, 초산에틸 등 유기용제에 녹는 성질을 가지므로, 물에 잘 녹는다는 서술은 옳지 않다.
저장·운반 시에는 건조 상태에서 자연발화 위험이 크기 때문에 함수알코올로 습면시켜 보관하며, 질화도가 높을수록 폭발 위험성도 커진다.

삼산화황(SO3)은 물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 황산(H2SO4) 용액을 만드는 강한 발열반응을 일으킨다.
따라서 물과 흡열반응을 한다거나 가열하면 물과 황으로 분리된다는 설명은 옳지 않으며, 고체 삼산화황은 두 가지가 아니라 α·β·γ 세 가지 형태로 존재한다.

셀룰로이드는 니트로셀룰로오스에 장뇌(캠퍼)를 가소제로 섞어 만든 제품이다.
장뇌가 니트로셀룰로오스 사슬 사이에 들어가 유연성을 부여함으로써 성형 가능한 셀룰로이드가 만들어진다.

흡수 열량은 20℃ 물을 100℃까지 데우는 현열과 100℃에서 수증기로 바꾸는 기화열을 더해 구한다.
현열 = $2\ \mathrm{g} \times 1\ \mathrm{cal/g \cdot ^\circ C} \times 80^\circ C = 160\ \mathrm{cal}$
기화열 = $2\ \mathrm{g} \times 539\ \mathrm{cal/g} = 1078\ \mathrm{cal}$
합계 ≈ $1238\ \mathrm{cal} \approx 1{,}240\ \mathrm{cal}$
수증기 부피는 표준상태 기체몰부피로 구한 뒤 100℃로 환산하면 $22400\ \mathrm{mL} \times \dfrac{2}{18} \times \dfrac{373}{273} \approx 3{,}400\ \mathrm{mL}$가 되어, 약 1,240cal·약 3,400mL라는 결과가 나온다.

D급 화재(금속화재)는 물과 반응해 수소 등 가연성 가스를 발생시키거나 격렬히 반응할 수 있어 주수소화가 금지되며, 마른모래나 금속화재용 분말소화제를 사용한다.
따라서 D급 화재용 소화기에 주수를 포함시킨 연결은 옳지 않다.

폴리비닐알코올(PVA)은 물에 녹는 수용성 고분자여서 수분이 있는 환경이나 페놀 취급 시 쉽게 손상되므로 보호장갑 재질로 적당하지 않다.
부나-N, 네오프렌, 천연고무는 페놀 취급용 보호장갑 재질로 일반적으로 사용되는 소재들이다.

염소산나트륨(NaClO3)은 조해성이 매우 강해 공기 중 수분을 흡수하는 제1류 산화성고체이므로, 내장용기는 습기를 차단할 수 있는 폴리에틸렌 포대가 가장 적합하다.
마포포대나 나무상자는 방습성이 없어 흡습을 막지 못하고, 함석판상자는 금속과의 접촉·부식 우려가 있어 조해성 산화성고체의 내장용기로는 부적당하다.

주어진 열화학반응식의 발열량 1470 kcal는 트리에틸알루미늄 2 mol이 연소할 때의 값이므로, 1 mol 기준 발열량은 735 kcal이다.
반응식은 $2(\mathrm{C_2H_5})_3\mathrm{A}\ell+21\mathrm{O_2}\rightarrow 12\mathrm{CO_2}+\mathrm{A}\ell_2\mathrm{O_3}+15\mathrm{H_2O}+1470\,\mathrm{kcal}$ 이고, 좌변 계수 2에 1470 kcal가 대응한다.
따라서 $\dfrac{1470}{2}=735\ \mathrm{kcal/mol}$ 이다. 반응식의 화학량론 계수를 확인하지 않고 1470을 그대로 쓰면 2배로 과대평가하게 된다.

해머 작업의 안전수칙은 작업 시작과 마지막에는 힘을 약하게 주고 중간 단계에서 점차 힘을 가하는 것이 원칙이므로, 처음과 마지막에 힘을 가한다는 서술은 옳지 않다.
정 작업 시 마주보고 작업하지 않고, 열처리된 재료는 정으로 사용하지 않으며, 기름 묻은 손이나 장갑으로 작업하지 않는다는 나머지 수칙은 타당하다.

위험물 취급 중 발생한 정전기가 방전되면서 생기는 불꽃(스파크)이 점화원이 되어 가연성 증기·분진에 인화되면 화재로 이어지는 것이 대표적인 재해 형태다.
감전이나 화학반응, 단순 가열과 같은 현상은 정전기 재해의 일반적 양상과 거리가 있다.

온도가 일정하므로 보일의 법칙을 적용해 압력을 구한다.
$P_1 V_1 = P_2 V_2$
$150\text{기압} \times 30\ell = P_2 \times 40\ell$
$P_2 = \dfrac{150 \times 30}{40} = 112.5\text{기압}$

제1석유류는 아세톤, 휘발유와 같이 인화점이 21℃ 미만인 액체 위험물을 말한다.
이 기준 온도는 위험물안전관리법령상 유별·품명 분류의 기본이 되는 수치다.

과염소산(HClO4)은 제6류 산화성액체로 분류되는 물질이라 산화성고체가 아니다.
브롬산칼륨, 중크롬산암모늄, 아염소산나트륨은 모두 제1류 산화성고체에 속하는 물질이다.

탄화망간이 물과 반응하면 수산화망간과 함께 수소, 메탄 등 가연성 기체가 발생하지만 산소는 생성되지 않는다.
탄화물의 가수분해 반응은 금속수산화물과 탄화수소·수소 계열 기체를 내놓는 반응이므로 산소가 발생 물질에 포함될 수 없다.

제4류 인화성액체에서 발생하는 증기는 대부분 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하며 멀리 퍼지므로, 증기가 공기보다 가볍다는 서술은 옳지 않다.
전기 불량도체 성질로 정전기에 의해 인화되기 쉽고, 물보다 가볍고 녹지 않는 경우가 많아 주수소화가 부적합하며, 상온에서 액체 상태로 인화되기 쉽다는 나머지 설명은 타당하다.

요오드화칼륨 10% 수용액은 에테르류 속 과산화물과 반응해 요오드를 유리시켜 색이 변하므로, 이를 이용해 과산화물 존재 여부를 확인한다.
이 반응은 과산화물이 요오드화이온을 산화시켜 요오드(I2)를 생성하는 원리를 이용한 정성시험이다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 톨루엔을 황산과 질산의 혼합액으로 니트로화하여 제조한다.
황산은 반응을 촉진하는 촉매·탈수제 역할을 하고, 질산이 니트로기(NO2)를 톨루엔 고리에 도입하는 역할을 한다.

질산에틸(C2H5ONO2)은 질산과 에틸알코올이 반응해 만들어진 질산에스테르류에 속하는 물질이지 니트로화합물이 아니므로 해당 서술은 옳지 않다.
니트로화합물은 질소가 탄소에 직접 결합한 C-NO2 구조인 반면, 질산에틸은 산소를 사이에 둔 -O-NO2(질산에스테르) 구조라는 점에서 분류가 다르다.

재결정은 온도에 따른 용해도 차이를 이용해 혼합물 중 목적 물질을 결정 형태로 석출시켜 분리·정제하는 방법이다.
고온에서 녹인 용액을 서서히 냉각하면 용해도가 낮아진 성분이 먼저 결정으로 석출되므로 순도 높은 고체를 얻을 수 있다.

이상기체 상태방정식으로 몰수를 구한 뒤 분자량을 계산하면 기체의 정체를 알 수 있다.
$n = \dfrac{PV}{RT} = \dfrac{(130/760)\ \mathrm{atm} \times 1\ell}{0.0821 \times 343\ \mathrm{K}} \approx 0.00608\ \mathrm{mol}$
분자량 = $\dfrac{0.17\ \mathrm{g}}{0.00608\ \mathrm{mol}} \approx 28\ \mathrm{g/mol}$로 질소(N2)의 분자량과 일치한다.

아세톤(CH3COCH3)은 메틸케톤 구조를 가져 요오드포름 반응을 나타내는 제4류 제1석유류(수용성) 위험물이다.
인화점이 약 -18℃로 매우 낮고 비점도 약 56℃로 낮아 화기를 멀리해야 하며, 일광에 의해 분해되어 과산화물을 만들 수 있으므로 갈색병에 담아 냉암소에 저장한다.

제6류 산화성액체는 물과 반응할 때 일반적으로 발열반응을 일으키므로, 흡열반응을 한다는 서술은 옳지 않다.
강산화제이면서도 그 자체는 불연성이고 부식성이 있으며, 유기물과 반응하면 산화·착화되어 유독가스를 낼 수 있다는 나머지 설명은 타당하다.

제2류 가연성고체는 대체로 물에 잘 녹지 않는 성질을 가지므로, 물에 잘 녹는다는 서술은 공통적인 성질이 아니다.
낮은 온도에서도 발화하기 쉽고 연소속도가 빠르며 비중이 1보다 크다는 점은 가연성고체 위험물의 일반적 특징에 해당한다.

니트로글리세린의 순수한 액체는 상온에서 무색투명한 기름 모양의 액체이며, 적색을 띤다는 설명은 옳지 않다(공업용은 담황색을 띠기도 한다).
수산화나트륨-알코올 혼액과 반응시키면 분해되어 비폭발성 물질로 변한다.
일부가 동결된 것은 액상 상태보다 충격에 더 민감해 취급에 주의가 필요하다.
피부나 호흡기를 통해 인체의 순환계통에 쉽게 흡수되는 특성이 있다.

내화구조 건축물을 옥내저장소로 사용하면서 지정수량의 50배 이상 100배 미만을 저장하는 경우 확보해야 하는 보유공지 너비는 5m 이상이다.
옥내저장소의 보유공지 기준은 저장하는 위험물의 지정수량 배수 구간에 따라 단계적으로 넓어지며, 건축물이 내화구조이면 비내화구조보다 좁은 공지로도 인정된다.
지정수량 50배를 넘어 200배 이하인 구간은 내화구조 기준으로 5m 이상의 공지 너비를 요구하므로, 문제의 50~100배 구간도 이 기준에 해당한다.

요오드화수소를 요오드로 산화시키는 반응과 황화납을 황산납으로 산화시키는 반응에서는 과산화수소가 물로 환원되며 산화제로 작용하므로, 이 두 반응이 환원제로 작용한 경우가 아니다.
과산화수소 속 산소의 산화수는 −1이다. 환원제로 쓰이면 산소가 −1에서 0으로 산화되어 O2가 발생하고, 산화제로 쓰이면 −1에서 −2로 환원되어 H2O만 남는다. 즉 산소 발생 여부가 판별 기준이다.
반응별로 정리하면 다음과 같다.
2HI + H2O2 → I2 + 2H2O : 요오드가 −1에서 0으로 산화되고 과산화수소는 물이 되므로 산화제.
MnO2 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + 2H2O + O2 : 망간이 +4에서 +2로 환원되고 산소가 발생하므로 환원제.
5H2O2 + 2KMnO4 + 6HCl → 5O2 + 2MnCl2 + 8H2O + 2KCl : 망간이 +7에서 +2로 환원되고 산소가 발생하므로 환원제.
PbS + 4H2O2 → PbSO4 + 4H2O : 황이 −2에서 +6으로 산화되고 과산화수소는 물이 되므로 산화제.

NaOH와 중화하고, 은거울반응도 하며, 메탄올과 에스테르까지 만드는 물질은 카복실기와 알데하이드기를 한 분자에 함께 가진 폼산(HCOOH)이다.
폼산은 구조가 H−COOH여서 카복실기의 산성으로 NaOH와 반응해 염을 만들고, 동시에 −CHO 구조를 가져 암모니아성 질산은 용액을 환원시켜 은거울반응을 보인다. 메탄올과는 HCOOCH3(폼산메틸)를 만든다.
아세트산은 산성과 에스테르화는 되지만 알데하이드기가 없어 은거울반응을 하지 않는다.
아세트알데하이드는 은거울반응은 하지만 산이 아니어서 NaOH와 중화하지 않는다.
아세톤은 케톤이므로 은거울반응도 에스테르화도 하지 않는다.

소방의 날은 매년 11월 9일로, 화재 예방과 불조심에 관한 기념행사를 실시하도록 정해져 있다.
화재신고 전화번호 119를 상징하는 날짜로, 나머지 날짜들은 소방의 날과 관련이 없다.

제4종분말은 1kg당 저장용기 내용적이 1.20리터가 아니라 1.25리터로 정해져 있어 옳지 않게 짝지어져 있다.
제1종분말은 0.80리터, 제2종분말과 제3종분말은 각각 1.00리터로 정확히 짝지어져 있다.

옥외저장탱크의 펌프설비는 제6류 위험물 또는 지정수량 10배 이하인 경우에 한해 주위 공지 보유 의무가 면제되며, 지정수량 20배 이하라는 기준은 옳지 않다.
펌프실의 지붕은 폭발력이 위로 방출될 정도의 가벼운 불연재료로 덮어야 한다.
펌프실 출입구에는 갑종방화문 또는 을종방화문을 설치해야 한다(현행 법령에서는 60분+방화문·60분방화문 또는 30분방화문으로 명칭이 바뀌었다).
펌프설비 주위에는 원칙적으로 너비 3m 이상의 공지를 보유해야 한다.

주유취급소의 공지 바닥은 새어나온 기름이 외부로 유출되지 않도록 표면을 적당하게 경사지게 해야 하며, 수평을 유지해야 한다는 설명은 옳지 않다.
주유공지는 너비 15m 이상, 길이 6m 이상의 콘크리트 등으로 포장해야 한다.
공지 바닥은 주위 지면보다 높게 하여 빗물 등의 유입을 막아야 한다.
공지 바닥에는 배수구·집유설비 및 유분리장치를 설치해야 한다.

화합물을 이루는 원자들의 산화수 총합은 0이므로 $\mathrm{H_2SO_4}$에서 S의 산화수는 +6이 된다.
H는 +1씩 2개로 +2, O는 -2씩 4개로 -8이므로 $2 + x - 8 = 0$에서 $x = 6$이다.

인화점 111℃, 발화점 약 402℃이면서 끈적한 시럽상 액체이고 산과 에스테르를 만드는 물질은 2가 알코올인 에틸렌글리콜이다.
에틸렌글리콜은 점성이 큰 무색 액체로 물에 잘 섞이고, 인화점이 70℃ 이상 200℃ 미만이어서 제4류 위험물 제3석유류(수용성)로 분류된다. 분자 양 끝의 −OH가 유기산·무기산과 반응해 에스테르를 만든다.
테레핀유와 우드테레핀유는 인화점이 30℃ 대인 묽은 기름이라 시럽상 액체가 아니며 인화점 111℃와 크게 어긋난다.
클로로벤젠도 인화점이 약 32℃로 낮고 하이드록시기가 없어 에스테르를 만들지 못한다.

위험물시설의 피뢰설비에서 피뢰침을 1개 설치할 때 돌침의 보호각은 45도를 기준으로 한다.
돌침 끝을 정점으로 이 각도 이내에 들어오는 원뿔 범위가 낙뢰로부터 보호되는 영역으로 간주된다.

파울리의 배타원리는 한 원자 안에서 4개의 양자수가 모두 같은 전자 2개는 존재할 수 없다는 원리이다.
주양자수·방위양자수·자기양자수·스핀양자수 중 앞의 세 개가 같아도 스핀양자수는 반드시 달라야 한다는 뜻이다. 중성자수를 끌어오거나 자기양자수만으로 최대·최소 전자수를 계산한다는 나머지 설명들은 배타원리의 내용과 맞지 않는다.

큐멘법은 벤젠과 프로필렌으로 큐멘을 합성한 뒤 산화·분해하여 페놀과 아세톤을 동시에 얻는 공업적 제조법이다.
현재 공업용 페놀 생산의 대부분이 이 방법으로 이루어진다.

2차 알코올은 산화되면 케톤이 생성된다.
1차 알코올은 산화되어 알데히드를 거쳐 카르복시산이 되고, 3차 알코올은 쉽게 산화되지 않는다. 또한 알코올의 산화(탈수소)에는 구리 등이 촉매로 쓰이며, 니켈은 수소 첨가 반응의 촉매이므로 나머지 설명은 옳지 않다.

특수인화물은 디에틸에테르, 이황화탄소를 대표로 하는 위험물로, 발화점이나 인화점·비점이 매우 낮은 물질이 해당한다.
법령상 정의는 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 영하 20℃ 이하이면서 비점이 40℃ 이하인 것이다. 비점 기준을 발화점 자리에 넣거나, 비점 40℃ 이하를 발화점 40℃ 이하로 바꿔 쓴 나머지 보기들은 옳지 않다.

제1류 위험물 중 브롬산염류의 지정수량은 300kg이다.
같은 위험등급(Ⅱ등급)에 속하는 질산염류·요오드산염류도 300kg으로 함께 묶인다.

국소방출방식의 소화약제량 산출식 $Q = X - Y \cdot \dfrac{a}{A}$에서 할론 1211은 X = 4.4, Y = 3.3으로 정해져 있다.
할론 2402는 X = 5.2, Y = 3.9이다.
할론 1301은 X = 4.0, Y = 3.0이다.
할론 104(사염화탄소)는 이 기준에 규정된 소화약제가 아니다.

제4류 위험물 중 초산(아세트산)은 인화점이 약 40℃로 제2석유류에 해당한다.
아닐린은 제3석유류, 톨루엔은 제1석유류, 실린더유는 제4석유류로 분류된다.

이소프로필아민은 분자량이 약 59로 공기(약 29)보다 커서 증기가 공기보다 무겁고 낮은 곳에 체류하기 쉬우므로, 증기가 공기보다 가볍다는 설명은 옳지 않다.
증기·액체 누출 방지를 위한 완전 밀봉, 강산류·강산화제·케톤류와의 접촉 방지, 화기엄금·가열금지·직사광선 차단·환기가 좋은 장소 저장은 모두 올바른 취급 방법이다.

콜타르를 증류할 때 얻어지는 유분 중 나프탈렌과 안트라센 등을 함유하는 물질은 크레오소트유이다.
목재 방부제 등으로 사용되며, 제4류 위험물 중 제3석유류에 속한다.

이황화탄소는 비중이 약 1.26으로 물보다 무겁고 물에 대한 용해도가 낮아, 가연성 증기 발생을 억제하기 위해 물속에 저장하는 대표적인 위험물이다.
초산·톨루엔·이소프렌은 모두 물보다 가벼워 수조 저장 대상이 아니다.

이동탱크저장소는 탱크 내부 용량이 4,000L 이하가 될 때마다 두께 3.2mm 이상의 강철판으로 만든 안전칸막이를 설치해야 한다.
주행 중 액체가 한쪽으로 쏠려 탱크가 손상되거나 차량이 불안정해지는 것을 막기 위한 기준이다.

오존파괴지수는 ODP(Ozone Depletion Potential)로 약칭한다.
CFC·HCFC는 오존층을 파괴하는 물질의 종류를 가리키는 명칭이고, GWP는 지구온난화지수를 뜻하므로 오존파괴지수의 약어와는 다르다.

부상지붕(플루팅루프) 구조의 옥외저장탱크에는 특형 방출구를 설치한다.
I형·Ⅱ형 방출구는 고정지붕구조 탱크에 설치하고, 표면하 주입식 방출구는 탱크 하부에서 포를 주입하는 별도 방식이어서 부상지붕탱크와는 구분된다.

위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 하며, 경유는 제2석유류(비수용성)로 지정수량이 1,000L이다.
$\dfrac{150000\,\mathrm{L}}{1000\,\mathrm{L}} = 150$배이므로, $\dfrac{150}{10} = 15$단위가 된다.

해제신호는 사이렌으로 1분간 1회 울리는 방식이다.
사이렌으로 5초 간격을 두고 30초씩 3회 울리는 것은 경계신호이다.
사이렌으로 5초 간격을 두고 5초씩 3회 울리는 것은 발화신호이다.
타종신호로 연3타를 반복하는 것은 훈련신호이다.

동일 시료를 무한 횟수 측정했을 때 얻어지는 데이터 분포의 평균치와 참값의 차이를 정확성(정확도)이라 한다.
데이터가 흩어진 정도를 나타내는 정밀도, 측정 결과를 믿을 수 있는 정도를 뜻하는 신뢰성, 개별 측정값과 참값의 차이인 오차와는 구분되는 개념이다.

예방보전(PM)의 기능은 점검 대상 설비의 결정, 점검개소의 결정, 점검시기의 결정 등 설비를 계획적으로 점검·정비하는 체계를 세우는 활동이다.
설비 정비를 자체적으로 할지 외주에 맡길지를 정하는 외주이용도의 결정은 보전 조직·관리방식의 문제로, 예방보전의 기능에는 포함되지 않는다.

관리한계선을 이항분포로 구하는 것은 pn 관리도이다.
pn 관리도는 시료의 크기가 일정할 때 그 안에서 나온 부적합품 개수를 그대로 관리하는 계수치 관리도다. 제품 하나하나가 적합·부적합 두 가지로만 판정되므로 부적합품 수가 이항분포를 따른다고 보고 관리선을 계산한다.
반면 단위당 부적합수(결점수)를 다루는 u 관리도는 푸아송분포를 이용하고, 측정값을 다루는 계량치 관리도는 정규분포를 전제로 하므로 이 문제의 조건과 맞지 않는다.

로트(Lot)수는 일정한 제조회수를 표시하는 개념이다.
로트는 같은 조건에서 생산된 제품의 집단을 뜻하고, 그 집단이 몇 번 만들어졌는지를 나타내는 것이 로트수이다. 1회 생산수량은 로트의 크기(lot size)이며, 생산목표량을 기계대수나 공정수로 나눈 값은 로트수의 정의와 무관하다.

9개 자료의 편차제곱합은 S = 1.029이다.
자료 18.8, 19.1, 18.8, 18.2, 18.4, 18.3, 19.0, 18.6, 19.2에서 합계는 168.4, 제곱의 합은 3151.98이다.
$S=\sum x^2-\dfrac{\left(\sum x\right)^2}{n}$
$=3151.98-\dfrac{168.4^2}{9}=3151.98-3150.951=1.029$
수정항 $CT=\dfrac{\left(\sum x\right)^2}{n}$를 빼는 방식이므로, 합계와 제곱합만 정확히 구하면 평균을 반올림하지 않고도 소수 셋째 자리까지 안전하게 얻을 수 있다.