2025년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) $\mathrm{KIO_3}$

(2) $\mathrm{NaClO_2}$

(3) $\mathrm{CrO_3}$

(4) $\mathrm{KMnO_4}$

(5) $\mathrm{(NH_4)_2Cr_2O_7}$

[해설]

제1류 위험물은 산소를 품은 산화성 고체이고, 대부분 “○○산 + 금속” 꼴의 염이다. 이름에서 식을 끌어내려면 두 가지만 짚으면 된다 — 앞의 산 이름이 어떤 음이온인지, 뒤에 붙은 양이온이 몇 가인지.

염소 계열은 산소 개수로 이름이 갈리는데, 이 규칙만 익혀 두면 나머지 산도 같은 방식으로 읽힌다.

아이오딘산 $\mathrm{IO_3^-}$ 과 과망가니즈산 $\mathrm{MnO_4^-}$ 은 1가 음이온이라 칼륨 하나와 1 : 1 로 결합해 $\mathrm{KIO_3}$, $\mathrm{KMnO_4}$ 가 된다. 다이크로뮴산 $\mathrm{Cr_2O_7^{2-}}$ 은 2가라서 암모늄 $\mathrm{NH_4^+}$ 이 두 개 붙어 $\mathrm{(NH_4)_2Cr_2O_7}$ 로 쓴다. 삼산화크로뮴만은 염이 아니라 산화물이어서 이름 그대로 크로뮴 1 개에 산소 3 개, 곧 $\mathrm{CrO_3}$ 이다.

다섯 물질의 품명과 지정수량은 아래와 같다. 같은 제1류라도 지정수량이 50 kg 에서 1,000 kg 까지 스무 배나 벌어지므로 함께 외워 두는 편이 낫다.

삼황화인 → 황 → 적린 → 마그네슘

[해설]

착화온도(발화점)는 불꽃을 대지 않아도 스스로 타기 시작하는 온도로, 값이 낮을수록 위험하다. 네 물질의 착화점은 다음과 같다.

· 삼황화인 $\mathrm{P_4S_3}$ — 약 100 ℃ (지정수량 100 kg)

· 황(사방황) $\mathrm{S}$ — 약 232 ℃ (100 kg)

· 적린 $\mathrm{P}$ — 약 260 ℃ (100 kg)

· 마그네슘 $\mathrm{Mg}$ — 약 473 ℃ (500 kg)

100 ℃ 대 → 200 ℃ 대 → 400 ℃ 대로 자릿수가 벌어져 있어 순서를 헷갈릴 여지가 적다. 삼황화인은 황화인 세 형제 가운데 가장 낮은 온도에서 불이 붙고, 적린은 황린과 같은 원소의 동소체지만 훨씬 안정해 260 ℃ 는 되어야 탄다. 마그네슘은 발화점이 가장 높은 대신 한 번 붙으면 물과 반응해 수소를 내므로 주수소화를 하면 안 된다.

$\mathrm{Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2}$

마그네슘의 착화온도는 자료에 따라 500 ℃ 안팎으로도 제시되지만 어느 값을 쓰든 적린보다 훨씬 높아 순서는 달라지지 않는다. 같은 인 계열이라도 황린은 제3류 위험물이고 착화점이 약 34 ℃ 로 훨씬 낮아 자연발화한다.

(1) $\mathrm{2CH_3CHO + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O}$

(2) $\mathrm{C_2H_5OC_2H_5 + 6O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O}$

(3) $\mathrm{2CH_3COC_2H_5 + 11O_2 \rightarrow 8CO_2 + 8H_2O}$

(4) $\mathrm{CS_2 + 3O_2 \rightarrow CO_2 + 2SO_2}$

(5) $\mathrm{2C_6H_6 + 15O_2 \rightarrow 12CO_2 + 6H_2O}$

(6) $\mathrm{C_6H_5CH_3 + 9O_2 \rightarrow 7CO_2 + 4H_2O}$

(7) $\mathrm{2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O}$

[해설]

완전연소식은 원소가 갈 곳을 먼저 못 박고 계수를 맞추면 된다. 탄소는 $\mathrm{CO_2}$, 수소는 $\mathrm{H_2O}$, 황은 $\mathrm{SO_2}$ 로 간다. 필요한 산소 분자 수는 “우변의 산소 원자수 − 분자가 이미 가진 산소 원자수”를 2로 나눠 구하고, 분수가 나오면 식 전체에 2를 곱해 정수로 만든다.

(1) 아세트알데하이드 $\mathrm{CH_3CHO}$($\mathrm{C_2H_4O}$) — 2분자로 잡으면 탄소 4·수소 8이라 $\mathrm{4CO_2 + 4H_2O}$ 이고, 우변 산소 12개에서 자체 산소 2개를 빼면 $\mathrm{5O_2}$ 다.
$\mathrm{2CH_3CHO + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 4H_2O}$

(2) 다이에틸에터 $\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$($\mathrm{C_4H_{10}O}$) — 탄소 4·수소 10이므로 $\mathrm{4CO_2 + 5H_2O}$, 우변 산소 13개에서 자체 산소 1개를 빼면 $\mathrm{6O_2}$ 다.
$\mathrm{C_2H_5OC_2H_5 + 6O_2 \rightarrow 4CO_2 + 5H_2O}$

(3) 메틸에틸케톤 $\mathrm{CH_3COC_2H_5}$($\mathrm{C_4H_8O}$) — 탄소 4는 $\mathrm{4CO_2}$, 수소 8은 $\mathrm{4H_2O}$ 이고 우변 산소 12개에서 자체 산소 1개를 빼면 $(12 - 1) \div 2 = 5.5$ 분자라 전체를 2배 한다.
$\mathrm{2CH_3COC_2H_5 + 11O_2 \rightarrow 8CO_2 + 8H_2O}$

(4) 이황화탄소 $\mathrm{CS_2}$ — 수소가 없어 물이 생기지 않는다. 탄소는 $\mathrm{CO_2}$, 황 2개는 $\mathrm{2SO_2}$ 이므로 산소 원자는 $2 + 4 = 6$ 개, 곧 $\mathrm{3O_2}$ 다.
$\mathrm{CS_2 + 3O_2 \rightarrow CO_2 + 2SO_2}$

(5) 벤젠 $\mathrm{C_6H_6}$ — 탄소 6은 $\mathrm{6CO_2}$, 수소 6은 $\mathrm{3H_2O}$ 이고 산소가 $7.5$ 분자라 전체를 2배 한다.
$\mathrm{2C_6H_6 + 15O_2 \rightarrow 12CO_2 + 6H_2O}$

(6) 톨루엔 $\mathrm{C_6H_5CH_3}$($\mathrm{C_7H_8}$) — 탄소 7은 $\mathrm{7CO_2}$, 수소 8은 $\mathrm{4H_2O}$, 우변 산소가 $14 + 4 = 18$ 개이므로 $\mathrm{9O_2}$ 다.
$\mathrm{C_6H_5CH_3 + 9O_2 \rightarrow 7CO_2 + 4H_2O}$

(7) 메탄올 $\mathrm{CH_3OH}$ — 2분자로 잡으면 $\mathrm{2CO_2 + 4H_2O}$ 이고 우변 산소 8개에서 자체 산소 2개를 빼면 $\mathrm{3O_2}$ 다.
$\mathrm{2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O}$

일곱 가지 가운데 이황화탄소만 수소가 없어 물 대신 이산화황이 나온다는 점이 갈림길이다. 아세트알데하이드·다이에틸에터·이황화탄소는 특수인화물(지정수량 50 L), 메틸에틸케톤·벤젠·톨루엔은 제1석유류, 메탄올은 알코올류에 든다. 이황화탄소는 비중이 물보다 커 물속에 넣어 저장한다.

(1) ㉠ 녹는다(용해)  /  ㉡ 녹는다(용해)

(2) 10 kg

(3) 톨루엔, 질산

[해설]

트라이나이트로톨루엔(TNT)은 톨루엔의 벤젠 고리에 나이트로기가 세 개 붙은 제5류 위험물 — 나이트로화합물이다. 시성식은 $\mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3}$ 이고 담황색 결정으로 나온다.

(1) 용해성 — 분자 전체가 기름 성질에 가까워 물에는 녹지 않고, 아세톤·벤젠·에터·더운 알코올 같은 유기용제에는 잘 녹는다. 따라서 아세톤도 벤젠도 모두 “녹는다”가 답이다. 물에 녹지 않는다는 점은 뒤집으면 물로 씻어 낼 수 없다는 뜻이라 실무에서도 중요하다.

(2) 지정수량 — 제5류 위험물의 지정수량은 물질마다 따로 매기지 않고 위험성 시험 결과에 따라 제1종과 제2종으로 갈라 정한다. 발문이 제1종이라 못박았으므로 10 kg 이다.

일부 교재에 제2종이 20 kg 으로 실려 있으나, 현행 위험물안전관리법 시행령이 정한 값은 100 kg 이다. 다만 이 문제는 제1종을 묻고 있어 답에는 영향이 없다.

(3) 제법 — 톨루엔을 진한 질산과 진한 황산의 혼산에 넣어 나이트로화하면 만들어진다. 나이트로기를 실제로 붙여 주는 것은 질산이고, 황산은 반응에서 생기는 물을 빨아들여 반응이 되돌아가지 못하게 붙잡는 탈수제·촉매 노릇을 한다. 그래서 “원료 두 가지”를 물으면 톨루엔과 질산을 대는 것이 맞고, 황산까지 묶어 “혼산”으로 답해도 뜻은 통한다.

TNT 는 제5류답게 스스로 산소를 품은 자기반응성 물질이라 공기를 차단해도 폭발한다. 따라서 질식소화가 듣지 않고, 다량의 물로 냉각하는 것이 원칙이다.

① 100

② 철분

③ 500

④ 500

⑤ 인화성 고체

[해설]

제2류 위험물은 성질이 가연성 고체인 무리다. 지정수량이 100 kg · 500 kg · 1,000 kg 세 단으로만 매겨져 있어, 어느 품명이 어느 단에 들어가는지만 갈라 두면 표가 통째로 채워진다.

가르는 기준은 간단하다. 비금속 쪽 세 가지(황화인·적린·황)가 100 kg, 금속 가루 쪽 세 가지(철분·금속분·마그네슘)가 500 kg, 그리고 성질이 다른 인화성 고체만 1,000 kg 이다. 표에서 4번 자리는 금속 쪽 500 kg 무리 가운데 아직 나오지 않은 철분이고, 맨 끝 1,000 kg 자리는 인화성 고체다.

7번과 8번이 “100 kg 또는 500 kg”으로 적힌 것은, 행정안전부령으로 새로 정해지는 품명이나 여러 품명을 섞은 것은 그 내용에 따라 위의 두 단 가운데 하나를 따르기 때문이다.

세부 정의도 함께 정해져 있어 시험에 자주 나온다.

철분·금속분·마그네슘은 물과 반응해 수소를 내므로 주수소화를 하지 않고 마른모래로 덮는다. 같은 제2류라도 인화성 고체는 물이 듣는다는 점에서 갈린다.

6단위

[해설]

소요단위는 소화설비를 얼마나 갖추어야 하는지 재는 잣대다. 건축물은 연면적으로, 위험물은 지정수량으로 각각 기준이 다르게 정해져 있으므로 먼저 어느 쪽을 묻는지 가려야 한다. 이 문제는 옥내저장소라는 건축물의 소요단위를 묻고 있다.

옥내저장소는 저장소이고 외벽이 내화구조가 아니므로 75 $\mathrm{m^2}$ 가 1소요단위다. 연면적을 이 값으로 나누면 된다.

$\text{소요단위} = \dfrac{450\ \mathrm{m^2}}{75\ \mathrm{m^2}} = \mathbf{6}\ \text{단위}$

“내화구조가 아니다”라는 한 마디에 기준면적이 절반으로 줄어 소요단위는 두 배가 된다. 만약 이 건물의 외벽이 내화구조였다면 $450 \div 150 = 3$ 단위로 끝났을 것이다. 저장된 위험물이 제4류라는 조건은 기준면적을 고르는 데 쓰이지 않는다 — 유별과 무관하게 “저장소인가”와 “내화구조인가” 두 가지만 따진다.

참고로 소요단위는 소화설비의 소요량을 정하는 값이라 모자라게 잡으면 안 되므로, 나눗셈에서 소수가 떨어지면 올림해 정수로 답한다. 이 문제는 마침 나누어떨어져 그럴 일이 없다.

① 1

② 4

③ 40

④ 1.5

⑤ 100

[해설]

통기관은 탱크 안팎의 압력 차를 없애 주는 숨구멍이다. 옥내탱크저장소는 탱크가 건물 안에 있으므로, 새어 나온 증기가 실내에 고이지 않도록 통기관 끝을 반드시 건물 밖으로 빼서 사람이 드나드는 자리와 떼어 놓게 되어 있다. 규정된 수치는 모두 그 “떼어 놓기”의 크기다.

마지막 단서의 ‘고인화점 위험물’은 인화점이 100 ℃ 이상인 제4류 위험물을 가리킨다. 이런 물질을 인화점보다 낮은 100 ℃ 미만에서 다루면 증기가 거의 발생하지 않으므로, 통기관을 굳이 밖으로 뽑지 않고 탱크전용실 안에서 끝내도 된다는 뜻이다. ③의 40 ℃ 와 ⑤의 100 ℃ 는 서로 다른 것을 가르는 기준이니 자리를 바꿔 쓰지 않도록 주의한다.

이 밖에 밸브 없는 통기관은 지름을 30 mm 이상으로 하고, 끝부분은 빗물이 들어가지 않도록 수평면보다 45° 이상 구부리며, 가는 눈의 구리망 등으로 인화방지장치를 단다. 또 가스가 고일 만한 굴곡이 생기지 않게 배관을 잡아야 한다.

참고로 여기서 말하는 ‘압력탱크 외의 탱크’란 최대상용압력이 부압 또는 정압 5 kPa 을 넘지 않는 탱크를 말한다. 그 범위를 넘어서면 통기관이 아니라 안전장치를 갖춘 압력탱크의 기준을 따른다.

(1) 이산화질소(NO₂)

(2) $\mathrm{4HNO_3 \rightarrow 2H_2O + 4NO_2 + O_2}$

[해설]

질산($\mathrm{HNO_3}$)은 제6류 위험물(산화성 액체)로, 직사일광이나 열을 받으면 분해되어 물과 이산화질소, 산소를 낸다. 이산화질소는 적갈색의 유독성 기체이므로, 질산은 갈색 병에 담아 냉암소에 저장한다.

분해반응식은 $\mathrm{4HNO_3 \rightarrow 2H_2O + 4NO_2 + O_2}$ 이다.

계수비가 질산 4 : 이산화질소 4 : 산소 1 이므로, 산소가 1몰 나왔다면 질산 4몰이 분해되면서 이산화질소 4몰이 함께 발생한 것이다.

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

(2) 1,500 kg

[해설]

탄산수소나트륨($\mathrm{NaHCO_3}$)은 제1종 분말소화약제의 주성분이다. 약 270 ℃ 에서 1차 열분해하여 탄산나트륨·이산화탄소·수증기를 내며, 이때 생긴 이산화탄소의 질식효과와 분해 시의 흡열이 소화작용을 한다.

$\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$

반응식에서 탄산수소나트륨 2몰이 분해되면 이산화탄소가 1몰 생긴다. 표준상태에서 기체 1 kmol 의 부피는 22.4 $\mathrm{m^3}$ 이므로

이산화탄소 $= \dfrac{200}{22.4} \approx 8.93\ \mathrm{kmol}$

탄산수소나트륨 $= 8.93 \times 2 = 17.86\ \mathrm{kmol}$

탄산수소나트륨의 분자량은 $23 + 1 + 12 + 16 \times 3 = 84$ 이므로

$17.86 \times 84 \approx 1500\ \mathrm{kg}$ 즉 1,500 kg 이다.

① 이황화탄소 ② 발화점 ③ 100 ④ 20 ⑤ 40

⑥ 1 ⑦ 21

⑧ 21 ⑨ 70 ⑩ 40 ⑪ 40 ⑫ 60

⑬ 중유 ⑭ 크레오소트유 ⑮ 70 ⑯ 200 ⑰ 40

[해설]

제4류 위험물의 품명은 인화점을 기준으로 나뉜다. 특수인화물만 인화점 외에 발화점 또는 비점 조건이 하나 더 붙는데, 둘 중 어느 하나만 만족해도 특수인화물이 된다는 점(‘또는’)이 중요하다.

· 특수인화물 — 발화점 100 ℃ 이하 또는 인화점 영하 20 ℃ 이하이면서 비점 40 ℃ 이하 (지정수량 50 L)

· 제1석유류 — 인화점 21 ℃ 미만 (비수용성 200 L / 수용성 400 L)

· 알코올류 — 탄소 수 1 ~ 3개인 포화 1가 알코올 (400 L)

· 제2석유류 — 인화점 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만 (비수용성 1,000 L / 수용성 2,000 L)

· 제3석유류 — 인화점 70 ℃ 이상 200 ℃ 미만 (비수용성 2,000 L / 수용성 4,000 L)

· 제4석유류 — 인화점 200 ℃ 이상 250 ℃ 미만 (6,000 L)

인화점의 경계가 21 – 70 – 200 – 250 으로 이어지므로 이 네 숫자만 외우면 제1석유류부터 제4석유류까지 한 번에 정리된다.

단서로 붙은 ‘가연성 액체량 40 중량퍼센트 이하’ 규정은 페인트·바니시 같은 도료류를 걸러 내기 위한 것으로, 제2석유류에는 여기에 더해 인화점 40 ℃ 이상이면서 연소점 60 ℃ 이상이라는 조건이 함께 붙는다는 점이 제3석유류와 다르다.

대표 물질로 특수인화물에는 다이에틸에터(인화점 −45 ℃, 비점 34 ℃)·이황화탄소(발화점 100 ℃)·아세트알데하이드(비점 21 ℃)·산화프로필렌이, 제3석유류에는 중유·크레오소트유·아닐린·나이트로벤젠이 있다.

(1) 자연배기방식

(2) 2개

(3) 800 $\mathrm{cm^2}$

[해설]

제조소 안에 고인 위험물 증기를 밖으로 빼내는 설비가 환기설비다. 위험물안전관리법 시행규칙은 이를 동력에 기대지 않는 자연배기방식으로 하도록 정한다. 송풍기를 돌리면 전동기의 불꽃이 점화원이 될 수 있고, 정전이 나면 환기가 통째로 멎기 때문이다.

급기구의 수는 실의 바닥면적을 150 $\mathrm{m^2}$ 로 나누어 정한다.

$\dfrac{300\ \mathrm{m^2}}{150\ \mathrm{m^2}} = \mathbf{2}\ \text{개}$

그리고 급기구 하나의 크기는 800 $\mathrm{cm^2}$ 이상이어야 한다. 다만 바닥면적이 150 $\mathrm{m^2}$ 에 못 미치는 실은 아래처럼 크기를 줄여 잡을 수 있다. 이 문제는 300 $\mathrm{m^2}$ 이므로 줄여 잡는 표가 아니라 원칙값 800 $\mathrm{cm^2}$ 을 쓴다.

나머지 세부 기준도 함께 묶인다. 급기구는 무거운 증기가 가라앉는 낮은 곳에 두고 가는 눈의 구리망 등으로 인화방지망을 씌우며, 환기구는 지붕 위 또는 지상 2 m 이상의 높이에 회전식 고정벤틸레이터나 루프팬 방식으로 단다.

(1) ㉠ 메틸에틸케톤  /  ㉡ 노말헥세인(n-헥산)  /  ㉢ 에틸벤젠

(2) ㉠, ㉡, ㉢

[해설]

화학식의 생김새가 곧 이름을 알려 준다.

· $\mathrm{CH_3COC_2H_5}$ — 가운데 $\mathrm{CO}$ 를 사이에 두고 메틸기 $\mathrm{CH_3}$ 와 에틸기 $\mathrm{C_2H_5}$ 가 붙은 케톤이므로 메틸에틸케톤(MEK)이다.

· $\mathrm{CH_3(CH_2)_4CH_3}$ — 탄소를 세면 $1 + 4 + 1 = 6$ 개인 곧은 사슬 포화탄화수소, 곧 $\mathrm{C_6H_{14}}$ 이므로 노말헥세인이다.

· $\mathrm{C_6H_5C_2H_5}$ — 벤젠 고리 $\mathrm{C_6H_5}$ 에 에틸기가 하나 붙었으므로 에틸벤젠이다.

제1석유류는 1기압에서 인화점이 21 ℃ 미만인 것을 말한다. 세 물질의 인화점을 확인하면 모두 이 문턱 아래이므로 셋 다 제1석유류이고, 물에 잘 섞이지 않아 비수용성으로 분류돼 지정수량은 200 L, 위험등급은 II 다.

에틸벤젠은 인화점 15 ℃ 로 셋 중 가장 높아 “제2석유류가 아닐까” 하고 흔들리기 쉽지만, 21 ℃ 에 못 미치므로 여전히 제1석유류다. 21 ℃ 라는 경계선을 기억해 두면 이런 함정에 걸리지 않는다.

헥세인은 개정된 표기이고 예전 표기인 ‘노말헥산’·‘n-헥산’도 같은 물질을 가리킨다. 어느 쪽으로 답해도 무방하다.

18.34 wt%

[해설]

피크르산은 페놀의 벤젠 고리에 나이트로기 $\mathrm{-NO_2}$ 가 세 개 붙은 물질이라 시성식이 $\mathrm{C_6H_2(NO_2)_3OH}$ 다. 원자를 헤아려 정리하면 탄소 6, 수소 3(고리에 붙은 2 개 + 하이드록시기의 1 개), 질소 3, 산소 7 개가 된다.

$M = 12 \times 6 + 1 \times 3 + 14 \times 3 + 16 \times 7 = 72 + 3 + 42 + 112 = 229$

질소는 한 분자에 세 개 들어 있으므로, 분자량에서 질소가 차지하는 몫을 백분율로 옮기면 된다.

$\dfrac{14 \times 3}{229} \times 100 = \dfrac{42}{229} \times 100 = 18.34\ \%$

따라서 질소 함유량은 18.34 wt% 다.

수소를 셀 때 하이드록시기의 수소를 빠뜨려 분자량을 228 로 잡는 실수가 잦다. 시성식을 $\mathrm{C_6H_3N_3O_7}$ 로 한 번 펼쳐 쓰고 세면 틀리지 않는다.

(1) 50 kg

(2) 산소

(3) 산소

[해설]

과산화칼륨 $\mathrm{K_2O_2}$ 와 과산화나트륨 $\mathrm{Na_2O_2}$ 는 둘 다 제1류 위험물 무기과산화물이다. 무기과산화물의 지정수량은 50 kg, 위험등급은 I 로, 제1류 가운데 가장 엄격한 축에 든다.

이름에 ‘과산화’가 붙은 데서 알 수 있듯 결합이 헐거운 산소를 품고 있어, 열을 받아도 물을 만나도 그 산소를 내놓는다. 두 경우 모두 나오는 기체가 산소 $\mathrm{O_2}$ 라는 것이 이 문제의 핵심이다.

물과 만나면 산소를 내면서 강한 열까지 낸다. 곁에 가연물이 있으면 그 산소와 열이 곧바로 불씨가 되므로 주수소화는 금물이고, 마른모래·팽창질석·탄산수소염류 분말로 덮어 끄는 것이 원칙이다. 표의 셋째 줄처럼 이산화탄소와도 반응해 산소를 내주므로 이산화탄소 소화기도 쓸 수 없다는 점을 함께 기억해 두면 좋다.

같은 무기과산화물이라도 과산화칼륨은 오렌지색, 과산화나트륨은 황백색이라는 겉모습 차이가 있으나, 반응의 얼개와 지정수량은 이처럼 똑같다.

(1) 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의

(2) 화기주의, 물기엄금

(3) 화기엄금

(4) 화기엄금, 공기접촉엄금

(5) 화기엄금

(6) 화기엄금, 충격주의

(7) 가연물접촉주의

[해설]

운반용기의 주의사항은 그 위험물이 무엇을 만나면 안 되는가를 그대로 옮긴 것이다. 산화성이면 ‘가연물접촉주의’, 물과 반응하면 ‘물기엄금’, 공기 중에서 저절로 타면 ‘공기접촉엄금’이 붙는다고 보면 외우기 쉽다.

· 제1류 — 알칼리금속의 과산화물 또는 이를 함유한 것: 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의 / 그 밖의 것: 화기·충격주의, 가연물접촉주의

· 제2류 — 철분·금속분·마그네슘 또는 이 중 하나 이상을 함유한 것: 화기주의, 물기엄금 / 인화성 고체: 화기엄금 / 그 밖의 것: 화기주의

· 제3류 — 자연발화성 물질: 화기엄금, 공기접촉엄금 / 금수성 물질: 물기엄금

· 제4류 — 화기엄금

· 제5류 — 화기엄금, 충격주의

· 제6류 — 가연물접촉주의

같은 제1류라도 알칼리금속의 과산화물은 물과 만나면 산소를 내며 발열하므로 ‘물기엄금’이 하나 더 붙고, 제2류라도 철분처럼 금속 계열이면 역시 물이 금지된다. 제3류는 자연발화성이냐 금수성이냐에 따라 표시가 아예 갈린다.

제6류(산화성 액체)에 ‘화기’ 계열 문구가 없다는 점도 눈여겨볼 만하다. 제6류 자체는 타지 않고 남을 태우는 쪽이라 막아야 할 것은 불이 아니라 가연물과의 접촉이기 때문이다. 제조소등에 세우는 게시판의 주의사항(물기엄금·화기주의·화기엄금 세 가지뿐)과는 표기가 다르므로 섞지 않도록 한다.

① $\mathrm{CH_3COCH_3}$

② 에틸알코올

③ $\mathrm{CH_3COOH}$

④ 다이에틸에터

⑤ 특수인화물

[해설]

빈칸을 채우는 실마리는 두 방향에서 온다. 이름이 주어졌으면 화학식을 세우고, 화학식이 주어졌으면 구조를 읽어 이름을 붙이면 된다.

· 아세톤은 카보닐기 양쪽에 메틸기가 붙은 가장 단순한 케톤이므로 $\mathrm{CH_3COCH_3}$ 이다.

· $\mathrm{C_2H_5OH}$ 는 에틸기에 하이드록시기가 붙었으니 에틸알코올(에탄올)이다.

· 아세트산(초산)은 메틸기에 카복실기 $\mathrm{-COOH}$ 가 붙은 $\mathrm{CH_3COOH}$ 다.

· $\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$ 는 산소를 사이에 두고 에틸기 둘이 마주 붙은 에터이므로 다이에틸에터다.

· 아세트알데하이드는 인화점 −38 ℃ · 비점 21 ℃ 로 비점이 40 ℃ 를 넘지 않아 특수인화물에 들어간다.

표를 세로로 훑어보면 같은 제4류라도 지정수량이 50 L 에서 2,000 L 까지 마흔 배 차이가 난다. 기준은 얼마나 쉽게 불이 붙느냐이며, 같은 품명 안에서는 물에 녹는 것이 녹지 않는 것보다 지정수량이 두 배 크다(제1석유류 200 L / 400 L, 제2석유류 1,000 L / 2,000 L).

아세톤과 아세트산은 이름이 비슷하지만 인화점이 각각 −18 ℃ 와 40 ℃ 로 크게 벌어져 품명이 갈린다. 앞의 ‘아세트-’만 보고 같은 무리로 묶지 않도록 한다.

이황화탄소, 다이에틸에터, 아세트알데하이드

[해설]

[보기]의 일곱 가지는 모두 제4류 위험물(인화성 액체)이다. 그러니 제4류 안에서 위험등급이 어떻게 갈리는지만 알면 답이 나온다.

제4류에서 위험등급 I 은 특수인화물 하나뿐이고, 제1석유류와 알코올류가 II 등급, 나머지(제2·3·4석유류, 동식물유류)는 모두 III 등급이다.

이황화탄소 · 다이에틸에터 · 아세트알데하이드 — 특수인화물, 지정수량 50 L, 위험등급 I

메틸에틸케톤 · 휘발유 — 제1석유류(비수용성), 지정수량 200 L, 위험등급 II

아세톤 — 제1석유류(수용성), 지정수량 400 L, 위험등급 II

에틸알코올 — 알코올류, 지정수량 400 L, 위험등급 II

특수인화물은 1기압에서 발화점이 100 ℃ 이하이거나, 인화점이 -20 ℃ 이하이면서 비점이 40 ℃ 이하인 것을 말한다. 상온에서도 증기가 쉽게 차 폭발 위험이 크므로 제4류 가운데 가장 엄격하게 다룬다. 이황화탄소는 물보다 무겁고 물에 녹지 않아 물속에 담가(수조) 저장하는 점도 함께 묶어 외워 둘 만하다.

(1) 제3석유류(비수용성)

(2) 2,000 L

(3) $\mathrm{C_6H_5NO_2}$

[해설]

나이트로벤젠은 벤젠 고리에 나이트로기 $\mathrm{-NO_2}$ 가 하나 붙은 물질로, 화학식은 $\mathrm{C_6H_5NO_2}$ 다. 아몬드 비슷한 냄새가 나는 담황색~갈색 기름 모양 액체다.

품명은 인화점으로 정해진다. 제3석유류는 1기압에서 인화점이 70 ℃ 이상 200 ℃ 미만인 것을 말하는데, 나이트로벤젠의 인화점은 88 ℃ 로 이 구간에 들어간다. 물에 거의 녹지 않으므로 비수용성이고, 그에 따라 지정수량은 2,000 L, 위험등급은 III 이다.

이름에 ‘나이트로’가 들어 있어 제5류 위험물의 나이트로화합물로 오해하기 쉬운데, 나이트로화합물은 나이트로기가 둘 이상 붙어 스스로 폭발할 수 있는 것을 말한다. 나이트로벤젠은 나이트로기가 하나뿐이라 자기반응성이 없고, 그냥 인화성 액체로 다룬다. 나이트로기가 셋 붙은 트라이나이트로벤젠부터가 제5류다.

나이트로벤젠을 환원하면 아닐린이 되는데, 아닐린도 같은 제3석유류 비수용성이라 지정수량이 똑같이 2,000 L 다.

물 : $\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}$

에틸알코올 : $\mathrm{2K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2}$

[해설]

칼륨은 제3류 위험물로 자연발화성과 금수성을 함께 가지며, 지정수량은 10 kg · 위험등급은 I 이다. 반응성이 워낙 커서 [보기]의 다섯 가지 가운데 넷과 반응하지만, 발문이 요구한 것은 그냥 반응하는 것이 아니라 가연성 ‘기체’를 내놓는 것이다. 이 조건으로 걸러 내면 둘만 남는다.

물과 알코올이 같은 결과를 내는 것은 둘 다 하이드록시기(–OH)의 수소를 칼륨에게 내주기 때문이다. 물에서는 그 자리에 $\mathrm{KOH}$ 가, 에틸알코올에서는 칼륨에틸레이트 $\mathrm{C_2H_5OK}$ 가 남고 수소가 떨어져 나온다. 이때 나는 열이 그 수소에 곧바로 불을 붙일 만큼 커서, 칼륨에 물을 부으면 폭발적으로 반응한다.

등유·경유·유동파라핀처럼 물기 없는 석유류 속에 칼륨을 담가 두는 것은 이 반응을 막기 위해서다. 한편 이산화탄소와도 반응해 탄소를 내놓으므로 이산화탄소 소화기 역시 쓸 수 없다. 칼륨 화재에는 마른모래나 탄산수소염류 분말을 쓴다.

해당 없음

[해설]

황린은 제3류 위험물 가운데 자연발화성만 있고 금수성은 없는 유일한 품명이다. 공기 중에서 34 ℃ 안팎이면 저절로 타 버리기 때문에 물속에 담가 보관하는데, 이 성질을 알면 [보기] 다섯 줄이 왜 모두 틀렸는지 차례로 드러난다.

연소반응식은 아래와 같고, 흰 연기처럼 보이는 것이 오산화인이다.

$\mathrm{P_4 + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5}$

다섯 줄이 모두 어긋나므로 답은 해당 없음이다. 이런 문항은 “틀린 것을 고르라”로 읽고 지우다 보면 답이 비는 것을 못 받아들이고 억지로 하나를 고르기 쉬운데, 발문이 미리 “없으면 해당 없음”이라 일러 두었다면 그 답이 실제로 쓰일 수 있다고 보아야 한다.

참고로 황린은 이름에 ‘황’이 들어 있을 뿐 성분은 인(P)뿐이다. 적린과는 같은 원소의 동소체 사이라, 황린을 공기를 막고 250 ℃ 안팎으로 가열하면 훨씬 안정한 적린으로 바뀐다.