2021년 위험물기능장실기(필답형) 제70회 기출문제 정답·해설 페이지

① 배관은 지진·풍압·파도 등에 대하여 안전한 구조의 지지물로 지지할 것

② 배관은 선박 등의 항행에 의하여 손상을 받지 아니하도록 해면과의 사이에 필요한 공간을 확보하여 설치할 것

③ 선박의 충돌 등으로 배관 또는 그 지지물이 손상을 받을 우려가 있는 경우에는 견고하고 내구력이 있는 보호설비를 설치할 것

④ 배관은 다른 공작물(해당 배관의 지지물은 제외한다)에 대하여 배관의 유지관리상 필요한 간격을 보유할 것

[해설]

이송취급소의 배관은 놓이는 자리에 따라 지하매설·도로매설·철도부지매설·지상설치·해저설치·해상설치로 나뉘어 기준이 각각 다르다. 해상설치는 파도와 선박이라는 두 가지 위협을 다루는 것이 요지다.

· 지지물은 지진·풍압·파도를 견디는 구조여야 한다. 바다 위에 걸쳐 두는 배관은 자체 강도보다 받침이 먼저 무너지기 쉽다.

· 해면과의 공간 확보는 지나는 배가 배관을 치지 못하게 하려는 것이다.

· 그래도 충돌 우려가 남으면 보호설비를 덧대야 한다.

· 마지막으로 다른 공작물과는 유지관리에 필요한 간격을 두어야 한다. 점검·보수를 할 수 없을 만큼 붙여 놓으면 안 된다는 뜻이다.

이 문제를 "3가지를 쓰시오"로 싣고 앞의 세 항목만 답으로 적은 판본이 있으나, 법령이 정한 해상설치 기준은 네 항목이므로 네 번째인 다른 공작물과의 간격 보유까지 함께 외워 두어야 한다.

(1) 저장창고의 외벽으로부터 2[m] 이상 떨어질 것. 다만 그 간격은 해당 옥내저장소 공지 너비의 1/5을 초과할 수 없다.

(2) 저장창고의 처마높이 이상

(3) 두께 15[cm] 이상의 철근콘크리트조·철골철근콘크리트조 또는 두께 20[cm] 이상의 보강콘크리트블록조

[해설]

지정과산화물은 제5류 위험물 중 유기과산화물로서 지정수량이 10[kg]인 것을 말한다. 폭발 위험이 커서 옥내저장소의 기준이 훨씬 엄격한데, 지정수량의 5배를 넘으면 저장창고 주위에 담 또는 토제를 세워야 한다. 폭발이 일어났을 때 압력과 파편을 가로막는 방호벽 노릇을 하는 시설이다.

담·토제의 기준은 네 가지다.

· 위치 : 저장창고 외벽으로부터 2[m] 이상 떨어뜨린다. 다만 너무 멀리 두면 방호 효과가 떨어지므로 그 간격이 해당 옥내저장소 공지 너비의 1/5을 초과할 수 없다는 상한이 함께 걸린다. 하한과 상한을 모두 써야 완전한 답이 된다.

· 높이 : 저장창고의 처마높이 이상. 창고보다 낮으면 폭풍압이 담을 넘어 버리기 때문이다.

· 담의 구조 : 두께 15[cm] 이상의 철근콘크리트조 또는 철골철근콘크리트조, 아니면 두께 20[cm] 이상의 보강콘크리트블록조로 한다.

· 토제로 하는 경우 : 흙을 쌓아 만드는 토제는 경사면의 경사도를 60도 미만으로 해야 한다.

두께 수치는 저장창고 본체의 외벽 기준(철근콘크리트조 20[cm] 이상 등)과 값이 비슷해 뒤섞이기 쉽다. 담은 15/20[cm], 저장창고 외벽은 20[cm]로 갈라서 외워 두자.

(1) 제1석유류(비수용성)

(2) 벤젠 고리의 탄소 1개에 메틸기(-CH3)가 결합한 구조 — $C_6H_5CH_3$

(3) 200[L]

[해설]

벤젠($C_6H_6$)의 수소 하나를 메틸기로 바꾼 물질은 톨루엔($C_6H_5CH_3$)이다.

구조식은 정육각형 벤젠 고리(탄소 6개가 이중결합과 단일결합을 번갈아 이룬 형태)를 그리고, 그 가운데 한 탄소에 $CH_3$를 이어 붙이면 된다. 고리에 붙는 자리가 하나뿐이라 이성질체는 없다.

톨루엔은 제4류 위험물이며 인화점이 4[℃]로 21[℃]보다 낮으므로 제1석유류에 들고, 물에 녹지 않으므로 비수용성이다. 제1석유류 비수용성의 지정수량은 200[L]이며 위험등급은 Ⅱ다.

비중이 0.87로 물보다 가볍고 증기비중은 $\dfrac{92}{29} = 3.17$로 공기보다 무거워 증기가 낮은 곳에 깔린다. 벤젠과 성상이 비슷하지만 인화점(벤젠 -11[℃])과 독성(벤젠이 더 강함)에서 갈린다는 점을 함께 정리해 두면 좋다.

① 30 ② 120 ③ 55 ④ 30 ⑤ 90

[해설]

위험물안전관리법령은 제2류와 제4류를 가를 때, 또 제3류·제5류·제6류의 성상을 적을 때 "액상"인지 아닌지를 따진다. 그런데 꿀처럼 걸쭉한 것은 눈으로 봐서는 액체인지 고체인지 정하기 어려우므로 법령이 흐름 시험으로 기준을 못박아 두었다.

시험관은 안지름 30[mm], 높이 120[mm]의 원통형 유리관을 쓰고, 시료를 55[mm]까지 채운다. 이 시험관을 수평으로 눕혔을 때 시료 액면의 끝부분이 30[mm]를 움직이는 데 걸리는 시간이 90초 이내면 액상이다.

숫자를 외울 때는 "30 - 120 - 55 - 30 - 90"으로 붙여 읽되, 안지름과 이동거리가 똑같이 30[mm]라는 점과 채우는 높이 55[mm]가 관 높이 120[mm]의 절반이 아니라는 점을 눈여겨봐 두면 헷갈리지 않는다.

(1) $2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2$

(2) $2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2$

[해설]

제1류 위험물 가운데 분자량이 78인 것은 과산화나트륨($Na_2O_2$)이다.

$23 \times 2 + 16 \times 2 = 78$

무기과산화물에 해당하므로 지정수량은 50[kg], 위험등급은 Ⅰ이며 비중은 약 2.8인 순백색 결정이다.

(1) 물과 만나면 수산화나트륨과 산소를 내면서 많은 열을 낸다. 조연성 가스인 산소가 나오는 데다 발열까지 겹치므로 주수소화가 금지된다.

$2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2$

(2) 이산화탄소와도 반응해 탄산나트륨과 산소를 낸다. 따라서 이산화탄소 소화약제도 쓸 수 없다.

$2Na_2O_2 + 2CO_2 \rightarrow 2Na_2CO_3 + O_2$

물도 이산화탄소도 막히므로 알칼리금속의 과산화물 화재는 마른모래·팽창질석·탄산수소염류 분말로 덮어 끄는 것이 원칙이다. 반대로 이 성질을 이용해 잠수함·방독면의 산소 발생제로 쓰기도 한다. 산과 만날 때는 산소가 아니라 과산화수소가 나온다($Na_2O_2 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O_2$)는 점과 구분해 두자.

(1) ① 2.1 ② 1.05 ③ 1.9

(2) IG-100 : N2 100[%] / IG-55 : N2 50[%], Ar 50[%] / IG-541 : N2 52[%], Ar 40[%], CO2 8[%]

[해설]

(1) 이산화탄소 저장방식은 저장용기의 충전 조건으로 갈린다. 고압식은 상온(20[℃] 안팎)에서 액화해 두는 것이라 압력이 높고, 저압식은 -18[℃] 이하로 냉각해 두는 것이라 압력이 낮다. 그래서 분사헤드 방사압력도 고압식 2.1[MPa] 이상, 저압식 1.05[MPa] 이상으로 달리 정한다(저압식이 정확히 절반이다).

불활성가스 계열(IG-100, IG-55, IG-541)은 액화하지 않고 고압 기체 상태로 저장하므로 방사압력이 1.9[MPa] 이상으로 따로 정해져 있다.

(2) IG 계열의 번호는 질소·아르곤·이산화탄소의 조성비를 십의 자리로 반올림해 늘어놓은 것이다. 이 규칙만 알면 조성을 외우지 않고도 되짚을 수 있다.

IG-541에서 이산화탄소 8[%]는 반올림하면 10이 아니라 1이 되는데, 이는 백분율의 첫 자리를 딴 것으로 보면 된다. 세 약제 모두 자연계에 있는 기체만 쓰기 때문에 오존층을 파괴하지 않고 지구온난화지수도 낮다는 것이 채택 이유다.

$D = 51.1\sqrt[3]{N}$

D : 안전거리[m]

N : 해당 제조소에서 취급하는 하이드록실아민등의 지정수량의 배수

[해설]

하이드록실아민등은 제5류 위험물로 지정수량이 100[kg]이며, 가열·마찰·충격은 물론 금속이온이나 산·알칼리와 만나도 격렬하게 분해하는 물질이다. 그래서 위험물안전관리법령은 일반 제조소의 안전거리와 별도로, 취급량이 늘수록 거리도 함께 늘어나는 다음 식을 두고 있다.

$D = 51.1\sqrt[3]{N}$

여기서 $D$는 주거지·학교 등 보호대상물까지 두어야 할 안전거리[m], $N$은 해당 제조소가 취급하는 하이드록실아민등의 지정수량의 배수(단위 없는 수)다.

배수가 아니라 배수의 세제곱근에 비례한다는 점이 특징이다. 예를 들어 지정수량의 10배를 취급하면 $D = 51.1 \times \sqrt[3]{10} = 51.1 \times 2.154 = 110.09\,\mathrm{m}$가 된다. 취급량을 10배로 늘려도 거리는 약 2.15배만 늘어나는 셈이다.

답을 쓸 때 $N$을 "취급량[kg]"으로 적으면 틀린다. 지정수량의 배수임을 분명히 밝히고, $D$에는 단위 [m]를 붙여야 한다.

① 화기엄금 ② 화기엄금, 충격주의

③ 화기주의 ④ 화기주의, 물기엄금

⑤ 화기주의 ⑥ 화기주의

⑦ 해당 없음 ⑧ 가연물접촉주의

⑨ 해당 없음 ⑩ 화기·충격주의, 가연물접촉주의

[해설]

제조소 게시판과 운반용기의 주의사항은 서로 다른 기준이다. 게시판은 유별·성질별로 "화기엄금·화기주의·물기엄금" 셋 가운데 하나만 걸고, 운반용기는 위험성을 낱낱이 적으므로 항목이 더 많고 종류도 다르다. 표시할 것이 없는 유별이 있다는 점도 게시판 쪽의 특징이다.

먼저 다섯 위험물의 유별을 가려야 한다.

· 제5류는 분자 안에 산소를 품어 스스로 타는 데다 충격에 민감하다. 게시판은 화기엄금, 운반용기는 화기엄금에 충격주의가 더 붙는다.

· 제2류는 원칙이 화기주의(인화성 고체만 화기엄금)이고, 그 가운데 물과 반응해 수소를 내는 철분·금속분·마그네슘만 운반용기에 물기엄금이 더 붙는다. 적린은 여기에 들지 않으므로 화기주의 하나로 끝난다.

· 제6류와 제1류 중 그 밖의 것은 게시판에 걸 주의사항이 없어 "해당 없음"이다. 그러나 운반용기에는 반드시 표시가 붙는다. 제6류는 가연물접촉주의, 제1류 그 밖의 것은 화기·충격주의와 가연물접촉주의다(제1류 중 알칼리금속의 과산화물이라면 여기에 물기엄금이 더 붙는다).

⑩을 "화기주의, 충격주의, 가연물접촉주의"로 실은 판본이 있으나, 법령이 정한 표기는 화기주의와 충격주의를 가운뎃점으로 묶은 "화기·충격주의"다. 제2류의 "화기주의"와는 다른 항목이므로 그대로 옮겨 적어야 한다.

(1) 절연저항계, 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하)

(2) ① 허위, 그 밖의 부정한 방법으로 지정을 받은 때 ② 다른 사람에게 지정서를 대여한 때

(3) 25개

(4) 30개

(5) ① 그 사유가 있는 날부터 14일 이내 ② 소방청장

(6) ① 4회 ② 4회 ③ 2회

(7) 지정수량의 20배 이하를 저장하는 저장소인 경우

[해설]

안전관리대행기관은 제조소등의 관계인을 대신해 안전관리자의 업무를 맡아 주는 기관으로, 위험물안전관리법 시행규칙 제57조부터 제59조까지와 별표 22가 지정기준·업무수행·지정취소를 정하고 있다.

(1) 별표 22가 정한 장비는 절연저항계, 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하), 가스농도측정기, 정전기 전위측정기, 토크렌치, 진동시험기, 안전밸브시험기, 표면온도계(-10~300[℃]), 유량계·압력계, 두께측정기, 안전용구, 소화설비 점검기구 등이다. 문제가 뒤의 세 가지를 제외했으므로 앞쪽에서 두 가지를 골라 쓰면 된다. 접지저항측정기는 최소눈금 0.1[Ω] 이하, 표면온도계는 -10~300[℃]처럼 괄호 안의 성능수치까지 붙여 쓰면 더 안전하다.

(2) 지정취소·업무정지 사유는 모두 일곱 가지다. ㉠ 허위, 그 밖의 부정한 방법으로 지정을 받은 때 ㉡ 탱크시험자의 등록 또는 다른 법령에 따라 안전관리업무를 대행하는 기관의 지정·승인 등이 취소된 때 ㉢ 다른 사람에게 지정서를 대여한 때 ㉣ 지정기준에 미달하게 된 때 ㉤ 소방청장의 지도·감독에 정당한 이유 없이 따르지 아니한 때 ㉥ 변경·휴업 또는 재개업의 신고를 연간 2회 이상 하지 아니한 때 ㉦ 기술인력이 안전관리업무를 성실하게 수행하지 아니한 것이 인정되는 때. 이 가운데 ㉠·㉢·㉣은 반드시 지정을 취소해야 하는 사유이므로 2가지를 고르라면 이쪽을 쓰는 것이 안전하다.

(3) 대행기관의 기술인력 1인이 안전관리자로 중복 지정될 수 있는 제조소등은 25개를 넘지 못한다.

(4) 이와 별개로, 동일인이 설치한 저장소를 1인의 안전관리자가 중복 선임할 수 있는 범위도 정해져 있는데 옥외탱크저장소는 30개 이하다(옥내저장소·옥외저장소·암반탱크저장소는 각각 10개 이하). 25와 30은 서로 다른 조문의 수치다 — 25는 대행기관 기술인력의 중복지정 상한, 30은 동일인 설치 옥외탱크저장소의 중복선임 상한이므로 섞어 쓰면 안 된다.

(5) 영업소의 소재지, 법인명칭 또는 대표자를 바꾸었을 때는 그 사유가 있는 날부터 14일 이내에 소방청장에게 신고한다. 기술인력을 변경한 경우도 신고기한은 같다.

(6) 대행기관의 기술인력은 원칙적으로 위험물 취급작업에 직접 참여해야 하고, 참여하지 않는 경우에는 점검 및 감독을 제조소 월 4회, 일반취급소 월 4회, 저장소 월 2회 이상 실시해야 한다. 취급이 일어나는 제조소·일반취급소가 저장소보다 두 배로 잦다고 묶어 외우면 된다.

(7) 이때 제조소등의 관계인은 안전관리원을 지정해 대행기관이 지정한 안전관리자의 업무를 보조하게 해야 한다. 다만 지정수량의 20배 이하를 저장하는 저장소는 위험이 작아 안전관리원을 두지 않아도 된다.

(1) 비중이 1.49 이상일 것

(2) $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$

(3) $BrF_3$, $BrF_5$, $IF_5$

[해설]

제6류 위험물은 산화성 액체로 과염소산·과산화수소·질산과 행정안전부령이 정하는 할로젠간화합물이 있다. 그 자체는 불연성이지만 산소를 내주어 다른 물질을 태우고, 유별로 위험물이 되는 농도·비중 조건이 각각 다르다.

(1) 크산토프로테인 반응은 단백질에 진한 질산을 떨어뜨리면 노랗게 물드는 정색반응이다. 곧 이 물질은 질산이며, 질산은 비중 1.49 이상인 것만 위험물로 본다. 함께 정리하면 과산화수소는 농도 36[wt%] 이상일 때, 과염소산은 농도 조건 없이 그 자체로 위험물이다.

(2) 하이드라진과 만나 물과 질소만 내놓는 물질은 과산화수소다.

$2H_2O_2 + N_2H_4 \rightarrow 4H_2O + N_2$

다만 문제가 요구한 것은 이 반응식이 아니라 과산화수소 자신의 분해반응식이다.

$2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$

이 분해는 이산화망가니즈($MnO_2$) 같은 정촉매를 만나면 빨라지므로 화살표 위에 촉매를 함께 적기도 한다. 반대로 저장할 때는 분해를 늦추려고 인산·요산 등 안정제를 넣고, 발생한 산소가 빠져나가도록 용기 마개에 구멍을 뚫어 둔다.

(3) 할로젠간화합물은 서로 다른 할로젠 원소끼리 결합한 화합물로 $BrF_3$, $BrF_5$, $IF_5$, $ICl$, $IBr$ 등이 있다. 이 가운데 3가지를 쓰면 된다.

① 안전관리자로 선임된 자

② 탱크시험자의 기술인력으로 종사하는 자

③ 위험물운반자로 종사하는 자

④ 위험물운송자로 종사하는 자

[해설]

위험물을 다루는 일 가운데 자격이나 등록을 받아 그 업무에 종사하는 사람에게 교육 의무가 붙는다. 현행 위험물안전관리법령이 정한 안전교육대상자는 네 가지다.

· 안전관리자로 선임된 자 — 제조소등에 선임되어 위험물 취급을 총괄한다.

· 탱크시험자의 기술인력으로 종사하는 자 — 탱크의 안전성능을 검사한다.

· 위험물운반자로 종사하는 자 — 운반용기에 담은 위험물을 차량으로 운반한다.

· 위험물운송자로 종사하는 자 — 이동탱크저장소로 위험물을 운송한다.

교육은 두 갈래다. 안전관리자·위험물운반자·위험물운송자가 되려는 사람은 미리 강습교육을 받고, 이미 그 업무에 종사하고 있는 사람은 주기적으로 실무교육을 받는다.

여기서 위험물운반자는 위험물 운반 과정의 안전을 강화하려고 2021년에 시행된 개정법으로 새로 들어온 항목이다. 그래서 개정 전에 만들어진 자료에는 위험물운반자가 빠진 세 가지만 실려 있는 경우가 있으나, 현행 법령 기준으로는 네 가지가 정답이다. 운반자와 운송자를 한 글자 차이로 헷갈리기 쉬우니 "운반 = 용기에 담아 차로 나름", "운송 = 이동탱크저장소로 나름"으로 갈라 두자.

250[L]

[해설]

소요단위와 능력단위를 각각 구해 견주는 문제다.

저장소에서 위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배다. 칼륨의 지정수량은 10[kg], 인화칼슘의 지정수량은 300[kg]이므로 두 위험물의 소요단위를 합하면

$\dfrac{50}{10 \times 10} + \dfrac{6{,}000}{300 \times 10} = 0.5 + 2 = 2.5$

곧 2.5소요단위다.

한편 기타 소화설비의 능력단위는 법령이 고정해 두고 있는데, 마른모래는 삽 1개를 포함한 50[L]가 능력단위 0.5다. 2.5단위를 채우려면

$x = 50 \times \dfrac{2.5}{0.5} = 250\,\mathrm{L}$

따라서 필요한 마른모래는 250[L]이다.

칼륨도 인화칼슘도 물과 격렬하게 반응하는 금수성 물질이라 주수소화를 할 수 없고, 마른모래·팽창질석·팽창진주암 같은 건조사류나 탄산수소염류 분말로 덮어 끄는 수밖에 없다는 것이 이 문제의 배경이다.

(1) $Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3$

(2) 위험등급 Ⅲ

[해설]

적갈색 분말, 비중 2.5 안팎, 융점 1,600[℃], 지정수량 300[kg]이라는 조건이 한꺼번에 맞는 제3류 위험물은 인화칼슘($Ca_3P_2$, 인화석회)뿐이다. 금속의 인화물에 해당한다.

(1) 물이나 약산과 만나면 수산화칼슘과 함께 포스핀(인화수소, $PH_3$)을 낸다.

$Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3$

포스핀은 마늘 냄새가 나는 무색 기체로 가연성인 데다 독성이 매우 강하다. 그래서 인화칼슘은 주수소화가 절대 금지되고, 마른모래로 덮어 질식소화한다. 참고로 염산과는 $Ca_3P_2 + 6HCl \rightarrow 3CaCl_2 + 2PH_3$로 역시 포스핀이 나온다.

(2) 제3류 위험물의 위험등급은 지정수량으로 갈린다. 10[kg]·20[kg]이면 Ⅰ, 50[kg]이면 Ⅱ, 300[kg]이면 Ⅲ이다. 인화칼슘은 지정수량이 300[kg]이므로 위험등급 Ⅲ이다.

물성표에 따라 비중을 2.51로 싣기도 하는데, 어느 값이든 물(1)보다 무겁고 조건 판별에는 영향이 없다.

(1) $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

(2) $2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2$

(3) $2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$

[해설]

알루미늄분은 제2류 위험물 중 금속분에 해당하며 지정수량은 500[kg]이다. 은백색 경금속이지만 표면적이 큰 분말 상태에서는 산화열이 빠르게 쌓여 발화한다.

(1) 공기 중 산소와는 산화알루미늄이 된다. 이때 발생하는 열이 매우 커서 산화철과 섞은 테르밋 반응에 이용된다.

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

(2) 물과는 수산화알루미늄과 수소를 만든다. 그래서 알루미늄분 화재에 물을 뿌리면 수소가 나와 오히려 폭발 위험이 커지며, 마른모래·팽창질석 같은 건조사류로 덮어 끈다.

$2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2$

(3) 염산과도 수소를 낸다. 염화알루미늄이 남는다.

$2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2$

알루미늄은 산과도 염기와도 반응하는 양쪽성 원소라 수산화나트륨 수용액과도 $2Al + 2NaOH + 2H_2O \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2$로 수소를 낸다는 점까지 묶어 두면 어느 상대를 물어도 답할 수 있다. 세 식 모두 알루미늄 2몰당 수소 3몰이라는 비를 기억하면 계수를 맞추기 쉽다.

(1) 제6류 위험물

(2) 폭발력이 위로 방출될 정도의 가벼운 불연재료

(3) 망입유리

(4) ① 위험물이 스며들지 못하는 재료를 사용할 것 ② 적당한 경사를 두어 그 최저부에 집유설비를 할 것

[해설]

(1) 벽·기둥·바닥은 원칙적으로 불연재료로 하는데, 제6류 위험물을 취급하는 제조소에서는 위험물이 스며들 우려가 있는 부분을 아스팔트 등 부식되지 않는 재료로 피복해야 한다. 제6류는 강한 산화성 액체라 콘크리트나 금속을 부식시켜 구조체를 갉아먹기 때문이다. 유별을 묻는 소문항이라 "제6류 위험물"이라고 답한다.

(2) 지붕은 폭발력이 위로 방출될 정도의 가벼운 불연재료로 덮어야 한다. 폭발이 일어났을 때 압력이 옆으로 터져 벽을 무너뜨리는 대신 위로 빠지게 하려는 것으로, 이른바 폭발방산구의 구실을 지붕에 맡긴 것이다. 다만 제2류 중 분상의 것과 인화성 고체를 제외한 것, 제4류 중 제4석유류·동식물유류, 제6류 위험물만 취급하는 등 일정 조건에서는 지붕을 내화구조로 할 수 있다.

(3) 창 및 출입구에 유리를 쓸 때는 망입유리로 한다. 두꺼운 판유리 안에 철망을 넣은 것으로, 깨져도 파편이 흩어지지 않고 화염이 뚫고 나가는 것을 늦춘다.

(4) 액체 위험물을 다루는 건축물의 바닥은 두 가지를 함께 갖춰야 한다. 첫째 위험물이 스며들지 못하는 재료를 써서 바닥 아래나 토양으로 새지 않게 하고, 둘째 적당한 경사를 두어 최저부에 집유설비를 두어 흘린 위험물이 한곳에 모이게 한다. 두 가지가 각각 배점이므로 하나만 쓰면 절반만 받는다.

① 제6류 위험물의 옥외탱크저장소인 경우

② 탱크에 저항이 5[Ω] 이하인 접지시설을 설치한 경우

③ 인근 피뢰설비의 보호범위에 들어가는 등 주위의 상황에 따라 안전상 지장이 없는 경우

[해설]

피뢰설비는 지정수량의 10배 이상을 저장·취급하는 옥외탱크저장소(제조소도 같다)에 요구된다. 그런데 낙뢰가 곧바로 화재로 이어지지 않거나, 이미 다른 방법으로 낙뢰 위험이 해소된 경우까지 일률적으로 요구할 필요는 없으므로 법령이 세 가지 예외를 두었다.

① 제6류 위험물은 산화성 액체로 그 자체가 불연성이다. 가연물이 아니어서 낙뢰로 직접 발화할 우려가 없으므로 유별 자체로 제외된다.

② 탱크에 저항 5[Ω] 이하의 접지시설을 설치하면 낙뢰전류와 정전기가 대지로 빠져나가 방전불꽃이 생기지 않는다. 5[Ω]이라는 수치가 그대로 채점 포인트다.

③ 옆 건물의 피뢰침 보호각 안에 탱크가 들어가는 것처럼 인근 피뢰설비의 보호범위에 포함되면 이미 보호를 받고 있는 것이므로 따로 세우지 않아도 된다.

(1) $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

(2) $NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4$

[해설]

분말소화약제는 종별로 주성분이 다르고, 같은 약제라도 온도에 따라 분해 단계가 갈리므로 괄호 안의 온도가 어느 단계를 묻는지 가려내는 것이 핵심이다.

(1) 제1종의 주성분은 탄산수소나트륨(중탄산나트륨, $NaHCO_3$)이다. 270[℃] 부근의 1차 열분해에서 탄산나트륨·이산화탄소·물이 나온다.

$2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

온도가 더 올라 850[℃]에 이르면 탄산나트륨까지 깨져 $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2O + 2CO_2 + H_2O$가 된다. 270[℃]를 물었으므로 1차 분해식을 써야 한다.

(2) 제3종의 주성분은 제일인산암모늄(인산이수소암모늄, $NH_4H_2PO_4$)이다. 190[℃] 부근에서 암모니아가 떨어져 나가고 오르토인산이 남는다.

$NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4$

이어서 215[℃]에서 $2H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O$(피로인산), 300[℃]에서 $H_4P_2O_7 \rightarrow 2HPO_3 + H_2O$(메타인산)로 진행한다. 최종 생성물인 메타인산이 가연물 표면에 유리질 막을 씌워 산소를 차단하기 때문에 제3종만 A급 화재에도 쓸 수 있다.

31.91[mL]

[해설]

비중은 4[℃] 물을 기준으로 한 상대밀도이므로, 비중 0.94는 곧 밀도 0.94[g/mL]로 놓고 계산하면 된다.

혼합액의 질량은 질량보존에 따라 그대로 더해진다.

$W = 10 + 20 = 30\,\mathrm{g}$

비중(밀도)은 질량을 부피로 나눈 값이므로 부피는

$V = \dfrac{W}{S} = \dfrac{30}{0.94} = 31.91\,\mathrm{mL}$

따라서 혼합액의 부피는 31.91[mL]이다.

여기서 알코올의 부피와 물의 부피를 따로 구해 더하면 안 된다. 알코올과 물을 섞으면 분자 사이에 수소결합이 생겨 부피가 더해진 값보다 줄어들기 때문이며, 문제가 굳이 혼합액의 비중 0.94를 준 이유도 그것이다. 질량만 더하고 부피는 혼합액의 비중으로 되돌리는 것이 채점 포인트다.

(1) $CH_3COC_2H_5$ — 제1석유류, 비수용성

(2) $C_6H_5NH_2$ — 제3석유류, 비수용성

(3) $C_6H_5Cl$ — 제2석유류, 비수용성

(4) $C_6H_{12}$ — 제1석유류, 비수용성

(5) $C_5H_5N$ — 제1석유류, 수용성

[해설]

제4류 위험물의 품명은 인화점으로, 지정수량은 품명과 수용성 여부로 정해진다. 인화점이 21[℃] 미만이면 제1석유류, 21[℃] 이상 70[℃] 미만이면 제2석유류, 70[℃] 이상 200[℃] 미만이면 제3석유류다.

주의할 것이 둘 있다. 첫째, 메틸에틸케톤은 물에 어느 정도 녹지만 법령상으로는 비수용성으로 다룬다. 수용성 여부는 실제 용해도가 아니라 위험물안전관리에 관한 세부기준이 정한 시험 결과로 가리기 때문이다. 둘째, 질소를 품은 두 물질이 정반대로 갈린다 — 고리 안에 질소가 들어간 피리딘은 수용성, 벤젠 고리에 아미노기가 붙은 아닐린은 비수용성이다.

아닐린의 화학식은 $C_6H_5NH_2$로 쓰는 것이 보통이고 원소 수만 세어 $C_6H_7N$으로 적어도 같은 물질이다.