[위험물기능장 필기] 02년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

아세톤은 대표적인 제1석유류(수용성)에 해당한다.
제1석유류는 1기압 20℃에서 액체이고 인화점이 21℃ 미만인 것을 말하는데, 아세톤의 인화점은 영하권으로 이 기준을 만족한다.
산화프로필렌, 아세트알데히드, 이황화탄소는 인화점과 비점이 매우 낮아 제1석유류보다 위험도가 높은 특수인화물로 분류된다.

황린의 지정수량이 20kg으로 가장 적다.
제3류 위험물인 황린은 자연발화성이 매우 강해 소량으로도 위험하기 때문에 지정수량이 작게 설정되어 있다.
황(유황), 황화린, 적린은 모두 제2류 위험물로 지정수량이 100kg이다.

톨루엔은 인화점이 4℃ 정도로 낮아 제1석유류에 해당하며, 제2석유류에는 속하지 않는다.
경유, 테레핀유는 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 제2석유류이다.
개미산(포름산)도 수용성 제2석유류로 분류된다.

피리딘의 니트로화·설폰화 같은 친전자성 치환반응은 β위치(3번 탄소)에서 우선적으로 일어난다.
고리 질소가 α·γ위치의 전자밀도를 강하게 낮춰 이 두 위치에서는 반응이 어려운 반면, 질소의 영향이 상대적으로 덜 미치는 β위치가 반응기가 들어가는 자리가 된다.

탄화망간($\mathrm{Mn_3C}$)은 물과 반응해 메탄 가스를 발생시킨다.
$\mathrm{Mn_3C + 6H_2O \rightarrow 3Mn(OH)_2 + CH_4 + H_2}$
메탄과 함께 수소도 발생하므로 물과의 접촉을 철저히 피해야 한다.
$\mathrm{Li_2C_2}$, $\mathrm{K_2C_2}$, $\mathrm{MgC_2}$는 탄소 2개가 결합한 아세틸리드형 탄화물이라 물과 반응하면 아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)이 발생한다.

무수황산(삼산화황, $\mathrm{SO_3}$)은 물과 반응해 황산($\mathrm{H_2SO_4}$)을 생성한다.
$\mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}$

제1류 위험물(산화성고체)은 자신은 타지 않는 불연성 물질이면서 강한 산화력으로 다른 가연물의 연소를 돕는 성질을 가진다.
즉 산화력과 불연성이 함께 나타나는 조합이 산화성고체의 특징이다.

현행 기준: 제4류 위험물 중 지정수량이 100L인 품명은 없다. 특수인화물 50L, 제1석유류 비수용성 200L·수용성 400L, 알코올류 400L, 제2석유류 비수용성 1,000L·수용성 2,000L 등이며, 아세톤은 제1석유류 수용성으로 400L다(위험물안전관리법 시행령 별표 1).
아래 정답은 개정 전 기준이다. 2002년 출제 당시(구 소방법 체계)의 지정수량 구분으로 확정된 답이 아세톤이었으나, 현행 별표 1에는 100L 구분이 없다.
현행 기준으로 보면 메틸알코올·에틸알코올은 알코올류 400L, 퓨젤유는 제2석유류 비수용성 1,000L다.

현행 기준: 제5류 자기반응성물질은 품명별이 아니라 위험성 시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 지정수량을 정하며, 하이드라진 유도체도 같다(위험물안전관리법 시행령 별표 1). 종 구분 없이는 답이 하나로 정해지지 않고, 제2종이라면 100kg이다.
아래 정답은 개정 전 기준이다. 출제 당시(2002년)에는 제5류 지정수량을 품명별 수치로 정했으나, 현행은 제1종·제2종 구분으로 바뀌었다.
품명 표기도 '히드라진 유도체'에서 현행 '하이드라진 유도체'로 바뀌었다.

과망간산칼륨($\mathrm{KMnO_4}$)은 흑자색(진한 보라색) 결정으로, 무색·백색 계열이 아니다.
염소산칼륨($\mathrm{KClO_3}$), 과염소산칼륨($\mathrm{KClO_4}$)은 무색 또는 백색 결정이다.
과산화바륨($\mathrm{BaO_2}$)도 백색 내지 회백색 분말로 무색·백색에 가깝다.

브롬산염류는 대부분 무색 또는 백색 결정으로 존재한다.
브롬산칼륨·브롬산나트륨 등이 대표적이며, 무색 결정 또는 백색 분말 형태로 물에 잘 녹고 가열하면 분해되어 산소를 방출하는 산화성고체이다.

그림의 타원형 탱크는 단면 장축 2 m·단축 1.5 m, 가운데 원통부 길이 10 m, 양쪽 볼록한 경판이 각각 1 m이므로 탱크 용량은 약 23.4 m3이 된다.
양쪽이 볼록한 타원형 탱크의 내용적은 $V=\dfrac{\pi a b}{4}\left(\ell+\dfrac{\ell_1+\ell_2}{3}\right)$ 로 구한다. 여기서 $a,\ b$는 단면 타원의 장축·단축, $\ell$은 원통부 길이, $\ell_1,\ \ell_2$는 양쪽 볼록부 길이다.
값을 대입하면 $V=\dfrac{\pi\times 2\times 1.5}{4}\left(10+\dfrac{1+1}{3}\right)=2.356\times 10.667\approx 25.13\,\mathrm{m^3}$ 로, 이는 탱크의 내용적이다.
탱크의 용량은 내용적에서 공간용적을 뺀 값이므로 $25.13\times\left(1-\dfrac{7}{100}\right)=25.13\times 0.93\approx 23.4\,\mathrm{m^3}$ 이다. 공간용적 7 %를 빼지 않으면 25.1 m3이 나와 오답이 되므로 주의한다.

세슘(Cs)은 알칼리금속(1족)이므로 과산화세슘이 알칼리금속 과산화물에 해당하며, 물과의 접촉을 피해야 하는 금수성물질이다.
마그네슘, 칼슘, 바륨은 알칼리토금속(2족)이라 과산화마그네슘, 과산화칼슘, 과산화바륨은 알칼리토금속 과산화물로 분류된다.

펌프실 외의 장소에 설치하는 펌프설비는 바닥을 콘크리트 등 불침윤 재료로 경사지게 하고 그 주위에 높이 0.15m 이상의 턱을 설치해야 한다.
이는 위험물이 새어나오더라도 외부로 유출되지 않도록 가두고 최저부의 집유설비로 모으기 위한 기준이다.

상수도소화용수설비는 연면적 5,000㎡ 이상인 소방대상물에 설치해야 한다.
다만 가스시설이나 지하구 등 일부 대상은 적용에서 제외된다.

화상은 정도에 따라 1도(홍반성), 2도(수포성), 3도(괴사성)로 구분되며, 2도 화상은 물집(수포)이 생기는 것이 특징이라 수포성 화상이라고도 부른다.

아염소산나트륨은 제1류 위험물(산화성고체)로서 수용액 중에서도 강한 산화력을 나타내는 물질이며, 환원력이 강하다는 설명은 옳지 않다.
단독으로도 분해온도 이상에서 산소를 발생하며 폭발 가능성이 있다.
시판품은 140℃ 이상에서 발열분해가 일어난다.
유기물·금속분 등 환원성 물질과 접촉하면 즉시 반응해 폭발할 수 있다.

제시된 주의사항의 ‘36 % 이상’이라는 농도 기준과 착색 용기 사용·금속 용기 금지는 과산화수소를 가리킨다.
과산화수소는 농도가 36 중량 % 이상인 것만 제6류 산화성 액체로 규제된다. 수용액 상태에서 스스로 분해해 산소를 내놓기 때문에 인산·요산 같은 안정제를 넣어 분해를 억제하고, 빛이 분해를 촉진하므로 갈색으로 착색한 용기에 담아 직사광선을 피한다.
또 철·구리·망간 등 금속 이온이 분해 촉매로 작용해 급격한 산소 발생과 용기 파열을 일으키므로 금속 용기를 쓰지 않으며, 발생한 산소가 빠져나가도록 밀전하지 않고 구멍 뚫린 마개를 사용한다.
염소산칼륨·과산화나트륨·과염소산마그네슘은 모두 제1류 산화성 고체여서 수용액 농도로 위험물 여부를 가르는 규정 자체가 없다.
특히 과산화나트륨은 물과 반응해 산소를 내며 발열하므로 수용액으로 저장한다는 설명이 성립하지 않는다.

황린($\mathrm{P_4}$)이 공기 중에서 자연발화하면 오산화인($\mathrm{P_2O_5}$)이 생성된다.
$\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$

염소산나트륨($\mathrm{NaClO_3}$)은 조해성이 크고 산과 반응하면 유독한 이산화염소($\mathrm{ClO_2}$) 가스를 발생시키는 성질이 있다.
이 때문에 철제 용기를 부식시켜 저장 시 유리 용기 등을 사용해야 한다.

증류, 추출, 건조 공정은 모두 가열·감압 등으로 설비 내부의 온도와 압력이 직접 관여하는 공정이다.
반면 분쇄공정은 고체를 기계적으로 부수는 물리적 작업이라 설비 내 압력·온도 변화와 직접적인 관련이 없다.

분말소화기의 대표 소화약제는 제1종 분말인 탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)이다.
가열되면 이산화탄소와 수증기를 방출하며 질식·냉각 효과로 소화한다.

이동저장탱크 뒷부분 입면도에서 측면틀의 최외측과 탱크 최외측을 연결한 직선이 수평면과 이루는 내각은 75° 이상이 되도록 설치해야 한다.

배관의 진동이나 변위를 흡수하는 완충이음으로는 루프조인트, 볼조인트, 후렉시블조인트 등이 실제로 사용된다.
'네트워크조인트'는 배관 완충장치로 쓰이는 용어가 아니므로 이것이 해당하지 않는다.

인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만이라는 설명은 제2석유류의 정의이지 특수인화물의 정의가 아니다.
발화점이 100℃ 이하인 것, 인화점이 영하 20℃ 이하이면서 비점이 40℃ 이하인 것은 모두 특수인화물의 정의에 해당한다.
디에틸에테르, 이황화탄소는 특수인화물의 대표적인 예시로 꼽힌다.

제4류 위험물(인화성액체)은 일반적으로 착화온도가 낮아 비교적 쉽게 발화하는 성질을 가진다.
증기는 대부분 공기보다 무거워(증기비중이 1보다 커서) 낮은 곳에 체류한다.
대부분 전기 부도체라 정전기가 축적되기 쉽다.
비중이 물보다 작아 물 위에 뜨는 것이 일반적이다.

염소산염류는 산소를 많이 함유한 강력한 산화제이며, 반대로 환원력이 강하다는 설명은 옳지 않다.
대부분 무색 결정이며 강산과 혼합하면 폭발할 위험이 있다.

위험물을 옮겨 담는 작업은 방화상 안전한 장소에서 정전기 제거장치를 갖추고 관련 규정에 따라 수납해야 하며, 장소와 무관하게 옮겨 담을 수 있다는 설명은 취급기준에 어긋난다.

아세트알데히드 등을 취급하는 이동탱크저장소 설비는 은, 수은, 구리(동), 마그네슘 또는 이들을 성분으로 하는 합금으로 만들 수 없다.
철(Fe)은 이 제한 대상에 포함되지 않는 금속이다.

지정수량의 10배 이상의 위험물을 취급하는 제조소에는 피뢰설비를 설치해야 한다.

자연발화는 열의 발생속도가 방열속도보다 커서 열이 축적되어야 일어나므로, 열의 축적이 작을 때는 오히려 자연발화가 일어나기 어려운 조건이다.
발열량이 크고, 열전도율이 작으며, 주위온도가 높을수록 자연발화가 일어나기 쉽다.

차고·주차장에 설치하는 분말소화설비는 제3종분말 소화약제를 사용한다.
제3종분말(인산암모늄 계열)은 A·B·C급 화재에 모두 적응성이 있어 일반화재 위험이 있는 차고·주차장에 적합하다.

지정수량 미만의 위험물을 저장·취급하는 기준 및 시설기준은 시·도의 조례로 정한다.

지정수량 200L에 비중 0.79를 곱하면 무게를 구할 수 있다.
$200\,\mathrm{L} \times 0.79\,\mathrm{kg/L} = 158\,\mathrm{kg}$
따라서 에틸알코올 지정수량 200L는 158㎏에 해당한다.

지정수량 3천배 이상 12만배 미만의 위험물을 취급하는 제조소·일반취급소는 화학소방자동차 1대, 자체소방대원 5인을 두어야 한다.

할론2402를 가압식 저장용기에 충전할 때 충전비는 0.51 이상 0.67 미만이다.
같은 할론2402라도 축압식 저장용기는 충전비 기준이 0.67 이상 2.75 이하로 달라진다.

가솔린과 같은 인화성 액체의 유출물에 무기과산화물 같은 산화성 물질을 넣어 희석·중화하는 것은 위험한 조치이다.
무기과산화물은 강산화제로 가연성 증기와 접촉·마찰 시 발화나 폭발을 일으킬 수 있어 유출 처리에 사용해서는 안 된다.
실제로는 오일그린 등 흡수제로 회수하거나, 대량 유출 시 흙을 채운 부대·토사로 확산을 막아 회수하며, 유출 확산 방지를 위한 경계설비를 설치하는 방식이 옳은 처리법이다.

중질유 탱크 화재에서 물이나 포를 주입하면 급격한 수분 증발과 열유의 교란으로 유면이 거품을 일으키며 넘치는 현상을 슬롭오버(Slop-over)라 한다.
오일오버(Oil-over)는 탱크 내 저장량이 용량의 절반에 못 미치는 상태에서 화재로 내부 압력이 올라 탱크가 파열되는 현상으로, 물 주입에 의한 거품 발생과는 기전이 다르다.
워터해머(Water hammer)는 배관 내 급격한 유속 변화로 생기는 충격 현상, 프라이밍(Priming)은 액체가 증기에 실려 함께 넘어가는 현상으로 이 문제의 상황과 무관하다.

알킬알루미늄은 물과 접촉하면 격렬하게 반응하여 가연성 가스를 발생시키므로, "물과 반응이 천천히 진행된다"는 설명은 틀린 내용이다.
실제로는 물과 폭발적으로 반응해 발열·발화하는 자연발화성 및 금수성 물질이다.
탄소수 1~4의 알킬알루미늄은 공기와 접촉하면 자연발화한다.
피부에 닿으면 심한 화상을 일으키며, 벤젠·헥산 등으로 희석해 취급·저장한다.

위험물이 있는 장소의 저압 옥내 전기설비에서 케이블공사를 할 때는 케이블을 관 등의 방호장치에 넣어 시설하는 것이 원칙이지만, 개장(외장)된 케이블이나 미네랄인슐레이션 케이블처럼 그 자체로 기계적 보호가 되어 있는 것은 별도의 방호장치를 생략할 수 있다.
따라서 개장된 케이블을 사용할 때 관내를 방폭형으로 한다는 서술은 규정에 맞지 않는다.
이동전선은 접속점이 없는 캡타이어 케이블을 사용한다.
불꽃이나 아크가 발생할 우려가 있는 부분은 위험물에 착화되지 않도록 시설한다.
전기기계기구는 견고하고 전기적으로 완전하게 접속한다.

위험물이나 독성물질이 피부에 묻었을 때는 오염된 부분을 즉시 대량의 물로 씻어내는 것이 올바른 응급처치이다.
신선한 장소로 옮기는 조치는 유해가스나 증기를 흡입했을 때의 처치이며, 피부 오염에는 세척이 우선이다.
흡착제·해독제를 마시게 하거나 가연성 액체를 바르는 조치는 원인 물질을 정확히 모르는 상태에서 오히려 위험을 키울 수 있어 부적절하다.

이산화탄소는 탄소가 이미 완전히 산화된 상태이므로 산소와 더 이상 반응하지 않아 불연성을 나타낸다.
따라서 연소반응(산소와의 결합)을 일으킬 수 없어 소화약제로도 사용된다.

이황화탄소는 고무·황·인 등을 잘 녹여 고무의 용제로 사용되며, 연소하면 유독한 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)를 발생시킨다.
톨루엔·아세톤도 용제로 쓰이지만 황을 포함하지 않아 아황산가스를 내지 않으며, 클로로포름은 잘 타지 않아 이 조건에 맞지 않는다.

전리도가 0.01인 0.01N HCl 용액이므로 실제 수소이온 농도는 $[\mathrm{H^+}] = 0.01 \times 0.01 = 10^{-4}$이다.
따라서 $\mathrm{pH} = -\log(10^{-4}) = 4$로 계산된다.

공유결합성은 이온 사이의 분극이 클수록 커지는데, 이온의 전하가 클수록 상대 이온의 전자구름을 강하게 끌어당겨(분극시켜) 전자를 공유하는 성격이 강해진다.
따라서 양이온이든 음이온이든 큰 전하를 가질 때 공유결합이 형성되기 쉽다.
양이온이 작을수록, 음이온이 클수록 공유결합성이 커진다. 반대로 양이온이 크거나 음이온이 작으면 이온결합성이 강해진다.
이온의 전하와 무관하다는 설명은 분극 효과를 무시한 것으로 옳지 않다.

황(S)은 상온에서 사방황(α형)으로 존재하다가 온도가 올라가면 단사황(β형)으로 결정형이 바뀌는데, 이 전이가 일어나는 온도는 95.5℃이다.
나머지 값은 전이온도가 아니라 사방황의 녹는점(112.8℃), 단사황의 녹는점(119.1℃), 황의 끓는점(444.6℃)에 해당한다.

이황화탄소의 옥외저장탱크는 벽과 바닥의 두께가 0.2m 이상이고 누수되지 않는 철근콘크리트 수조에 넣어 보관하도록 되어 있어, 수조가 누출물을 가두므로 방류제를 따로 설치하지 않아도 된다.
반면 황산·디에틸에테르처럼 일반적인 옥외저장탱크에 저장하는 위험물은 누출 시 확산을 막기 위해 방류제를 설치해야 한다.

이황화탄소는 무색투명한 휘발성 액체로 물보다 비중이 크고 물에 녹지 않아 저장 시 물속에 넣어 보관한다.
연소하면 유독한 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)를 발생시키는 것이 특징이다.

제시된 물질 중 인화점이 가장 낮은 것은 의산에틸(포름산에틸)로, 약 -20℃이다.
벤젠은 약 -11℃, 톨루엔은 약 4℃이며 MEK(메틸에틸케톤)도 영하의 인화점을 갖지만 의산에틸보다는 높아, 의산에틸의 인화 위험이 가장 크다.

제시된 물질 중 아세틸렌의 공기 중 연소범위(약 2.5~81%)가 가장 넓다.
수소(약 4~75%)도 넓은 편이지만 아세틸렌보다는 좁으며, 부탄·에테르는 이보다 훨씬 좁은 연소범위를 가진다.

히드록시기(-OH)를 가진 물질 중 페놀($\mathrm{C_6H_5OH}$)은 수용액에서 약산성을 나타낸다.
수산화나트륨과 수산화암모늄은 염기성이고, 메탄올은 중성에 가까운 물질이므로 이 중 액성이 산성인 것은 페놀이다.

금속은 산과 반응하면 수소 기체를 발생시키는 것이지 산소가 발생하는 것이 아니므로, "금속과 반응하여 산소를 발생한다"는 설명은 산의 반응을 잘못 서술한 것이다.
신맛을 내는 것과 푸른 리트머스 시험지를 붉게 변색시키는 것은 산의 대표적인 성질에 해당한다.

위험물 판매취급소의 작업실(배합실) 바닥면적은 6㎡ 이상 15㎡ 이하로 정해져 있어, "12㎡ 이하"라는 기준은 옳지 않다.
이 외에 바닥의 적당한 경사와 저유설비, 출입구의 0.1m 이상 턱, 내화구조 벽으로의 구획 등은 규정에 부합하는 기준이다.

위험물제조소에서 위험물을 취급하는 건축물 주위에는 지정수량 10배 이하인 경우 최소 3m 이상의 보유공지를 두어야 한다.
지정수량 10배를 초과하면 보유공지는 5m 이상으로 늘어나므로, 제시된 값 중 최소 기준은 3m이다.

도수분포표에서 도수(빈도)가 가장 큰 계급의 대표값을 모드(mode, 최빈값)라 한다.
중위수는 자료를 크기순으로 나열했을 때 가운데 값이며, 비대칭도·첨도는 분포의 치우침과 뾰족한 정도를 나타내는 값으로 도수 최대 지점의 대표치와는 다른 개념이다.

공정(일정)을 하루 단축하는 데 드는 추가 비용을 비용구배(Cost slope)라 한다.
이는 (특급비용－정상비용)을 (정상기간－특급기간)으로 나눈 값으로, PERT/CPM에서 공기 단축 시 비용 증가율을 나타내는 지표이다.

서블릭(therblig) 기호는 길브레스(Gilbreth)가 고안한 미세동작 분석용 기호로, 동작분석에 주로 이용된다.
공정분석은 작업 흐름 전체를, 작업분석은 단위작업의 내용과 방법을, 연합작업분석은 작업자와 기계(또는 여러 작업자) 사이의 협동 관계를 다루는 기법으로 서블릭 기호와는 목적이 다르다.

관리도에서 점들이 관리한계 내에 있으면서 중심선의 한쪽에 연속해서 나타나는 현상을 런(run)이라 한다.
경향은 점이 한 방향으로 계속 증가·감소하는 패턴, 주기는 점들이 일정 간격으로 오르내리는 패턴을 말해 런과는 구분된다.

모집단의 참값과 실제 측정한 데이터 값의 차이를 오차라 한다.
정밀도는 반복 측정값들이 서로 얼마나 가까운지를, 정확도는 측정값이 참값에 얼마나 가까운지를 나타내는 개념으로 오차 자체와는 구분된다.

여유율은 반복되는 정미작업시간에만 적용하고, 준비작업시간은 로트 전체에 한 번만 소요되는 시간으로 별도로 더한다.
정미작업시간에 여유율을 반영하면 $20 \times (1+0.2) = 24\ \mathrm{분}$이고, 이를 lot수 5에 곱하면 $24 \times 5 = 120\ \mathrm{분}$이다.
여기에 준비작업시간 5분을 더하면 가공시간은 $5 + 120 = 125\ \mathrm{분}$이 된다.