2024년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지
- 과망가니즈산칼륨 KMnO4는 과망가니즈산염류라서 1,000 kg이다.
- 다이크로뮴산칼륨 K2Cr2O7은 다이크로뮴산염류라서 1,000 kg이다.
- NH4ClO4는 과염소산 이온(ClO4−)에 암모늄이 붙은 과염소산암모늄으로, 과염소산염류라서 50 kg이다.
- 마그네슘은 제2류의 철분·금속분·마그네슘에 속해 화기주의가 붙고, 물과 반응해 수소를 내므로 물기엄금도 붙는다.
- 아세톤은 제4류 인화성 액체(제1석유류)라 제4류 전체에 적용되는 화기엄금이다.
- 과산화벤조일은 제5류 자기반응성 물질(유기과산화물)이라 화기엄금·충격주의다.
- 과산화수소는 제6류 산화성 액체로, 스스로 타지는 않지만 산소를 내주므로 가연물접촉주의다.
- 황린은 제3류 자연발화성 물질이라 화기엄금·공기접촉엄금이며, 그래서 물속에 넣어 보관한다.
- 특수인화물은 이황화탄소·다이에틸에터 등으로, 발화점 100 ℃ 이하이거나 인화점 영하 20 ℃ 이하이면서 비점 40 ℃ 이하인 것이다.
- 제1석유류는 아세톤·휘발유 등 1기압에서 인화점이 21 ℃ 미만인 것이다.
- 제2석유류는 등유·경유 등 인화점 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만인 것이다(가연성 액체량 40 중량퍼센트 이하이면서 인화점 40 ℃ 이상, 연소점 60 ℃ 이상인 도료류 등은 제외).
- 제3석유류는 중유·크레오소트유 등 인화점 70 ℃ 이상 200 ℃ 미만인 것이다(가연성 액체량 40 중량퍼센트 이하인 도료류 등은 제외).
- 탄화알루미늄은 Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4로 반응해 메테인을 낸다.
- 리튬은 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2로 반응해 수소를 낸다.
- 인화알루미늄은 AlP + 3H2O → Al(OH)3 + PH3로 반응해 포스핀(인화수소)을 낸다.
- 탄화리튬은 Li2C2 + 2H2O → 2LiOH + C2H2로 반응해 아세틸렌을 낸다.
- 수소화칼륨은 KH + H2O → KOH + H2로 반응해 수소를 낸다.
- 제1류와 제6류는 둘 다 산화성이라 서로끼리만 함께 실을 수 있다.
- 제2류(가연성 고체)는 제4류·제5류와 함께 실을 수 있다.
- 제3류(자연발화성·금수성)는 제4류와만 함께 실을 수 있다.
- 제4류(인화성 액체)는 제2류·제3류·제5류와 함께 실을 수 있다.
- 제5류(자기반응성)는 제2류·제4류와 함께 실을 수 있다.
- 제1종은 탄산수소나트륨 NaHCO3이며, 백색이고 B·C급 화재에 쓴다.
- 제2종은 탄산수소칼륨 KHCO3이며, 담회색이고 B·C급 화재에 쓴다.
- 제3종은 제1인산암모늄 NH4H2PO4이며, 담홍색이고 A·B·C급 화재에 쓴다.
24-2
아래 위험물이 완전히 탈 때 만들어지는 물질을 빠짐없이 화학식으로 나타내시오.
(1) 적린
(2) 오황화인
(3) 칠황화인
(4) 황린
(5) 황
(1)
(2) ,
(3) ,
(4)
(5)
[해설]
다섯 가지 모두 제2류 또는 제3류에 속하는 가연성 물질인데, 구성 원소가 인(P)과 황(S)뿐이다. 그러므로 무엇을 태우든 인은 오산화인 으로, 황은 이산화황 로 간다. 물질 안에 어떤 원소가 들어 있는지만 보면 생성물이 곧바로 정해진다.
| 위험물 | 화학식 | 연소반응식 | 생성물 |
|---|---|---|---|
| 적린 | |||
| 오황화인 | , | ||
| 칠황화인 | , | ||
| 황린 | |||
| 황 |
적린과 황린은 같은 인의 동소체라서 태우면 똑같이 오산화인만 나오고, 황화인은 인과 황을 함께 갖고 있으므로 두 가지가 같이 나온다. 황화인의 연소생성물인 이산화황은 자극성이 강한 유독가스이고, 오산화인은 흰 연기처럼 보이는 고체로 물과 만나면 인산이 된다.
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24-2
주유취급소의 보기 쉬운 곳에는 아래 그림처럼 표지와 게시판을 세운다. 이에 관하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 판의 규격을 쓰시오.
① ( A ) 가로 / ② ( B ) 세로
(2) “위험물 주유취급소” 표지의 바탕색과 글자색을 각각 쓰시오.
(3) “화기엄금” 게시판의 바탕색과 글자색을 각각 쓰시오.
(4) “주유 중 엔진정지” 게시판의 바탕색과 글자색을 각각 쓰시오.
(1) ① 30 cm 이상 /
② 60 cm 이상
(2) 바탕 백색 / 글자 흑색
(3) 바탕 적색 / 글자 백색
(4) 바탕 황색 / 글자 흑색
[해설]
주유취급소에는 위험물 시설임을 알리는 “위험물 주유취급소” 표지, 방화에 필요한 사항을 적은 게시판과 “화기엄금” 게시판, 그리고 주유 중 시동을 끄도록 알리는 “주유 중 엔진정지” 게시판을 세운다. 세 가지 모두 크기 기준은 같아서, 한 변이 0.3 m 이상, 다른 한 변이 0.6 m 이상인 직사각형이어야 한다. 그림처럼 세로로 긴 판이면 가로가 30 cm(0.3 m) 이상, 세로가 60 cm(0.6 m) 이상이 된다.
이 규정은 하한을 정한 것이므로 “30 cm × 60 cm 여야 한다”가 아니라 “그 이상이어야 한다”로 읽어야 한다. 판을 눕혀 가로로 길게 만들면 가로가 0.6 m 이상, 세로가 0.3 m 이상이 되어 두 값의 자리가 바뀐다 — 어느 변에 어느 값이 붙는지는 그림이 정한다.
색은 쓰임에 따라 갈린다.
| 판의 종류 | 바탕색 | 글자색 |
|---|---|---|
| “위험물 주유취급소” 표지 / 방화에 관한 게시판 | 백색 | 흑색 |
| “화기엄금”·“화기주의” 게시판 | 적색 | 백색 |
| “주유 중 엔진정지” 게시판 | 황색 | 흑색 |
| “물기엄금” 게시판 | 청색 | 백색 |
| 운반차량에 다는 “위험물” 표지 | 흑색 | 황색 |
바탕과 글자가 뒤집혀 나오는 함정이 자주 나온다. “화기엄금은 빨간 바탕에 흰 글씨, 주유 중 엔진정지는 노란 바탕에 검은 글씨”처럼 바탕색을 먼저 떠올리는 순서로 외워 두면 헷갈리지 않는다.
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24-2
아래 위험물을 한 장소에 모두 저장한다고 할 때, 각각의 소요단위를 더하면 몇 단위가 되는지 구하시오.
· 다이크로뮴산칼륨 5,000 kg
· 질산칼륨 1,500 kg
· 과산화칼륨 500 kg
· 아염소산나트륨 250 kg
3단위
[해설]
소요단위는 소화설비를 얼마나 갖춰야 하는지 재는 잣대다. 위험물의 경우 지정수량의 10배가 1소요단위이므로, 저장량을 “지정수량 × 10”으로 나누면 그 위험물의 소요단위가 나온다. 네 가지 모두 제1류 위험물이고 지정수량은 아래와 같다.
| 위험물 | 품명 | 지정수량 | 저장량 | 소요단위 |
|---|---|---|---|---|
| 다이크로뮴산칼륨 | 다이크로뮴산염류 | 1,000 kg | 5,000 kg | |
| 질산칼륨 | 질산염류 | 300 kg | 1,500 kg | |
| 과산화칼륨 | 무기과산화물 | 50 kg | 500 kg | |
| 아염소산나트륨 | 아염소산염류 | 50 kg | 250 kg |
네 값을 더하면
가 된다. 소요단위는 소화설비의 소요량을 정하는 값이라 모자라게 잡으면 안 되므로, 소수가 나오면 올림하여 정수로 답한다. 따라서 3단위다.
참고로 건축물의 소요단위는 연면적으로 정해서, 제조소·취급소는 외벽이 내화구조면 100 m2, 그렇지 않으면 50 m2 가 1소요단위이고, 저장소는 각각 150 m2·75 m2 다. 위험물과 건축물을 같은 자리에서 물으면 기준이 다르다는 점을 놓치기 쉽다.
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다음 제1류 위험물에 대하여 물음에 답하시오.
(1) 과망가니즈산칼륨의 화학식과 지정수량을 쓰시오.
(2) 다이크로뮴산칼륨의 화학식과 지정수량을 쓰시오.
(3) 의 명칭과 지정수량을 쓰시오.
(1) , 1,000 kg
(2) , 1,000 kg
(3) 과염소산암모늄, 50 kg
[해설]
위험물안전관리법 시행령 별표 1에서 제1류(산화성 고체)의 지정수량은 물질이 어느 염류에 속하느냐로 정해진다.
외우는 요령: 아염소산·염소산·과염소산염류와 무기과산화물은 50 kg이다. 브로민산·질산·아이오딘산염류는 300 kg, 과망가니즈산·다이크로뮴산염류는 1,000 kg이다.
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위험물안전관리법령상 다음 위험물을 운반용기에 담아 적재할 때, 용기 바깥면에 표시하여야 하는 주의사항을 빠짐없이 쓰시오.
(1) 마그네슘
(2) 아세톤
(3) 과산화벤조일
(4) 과산화수소
(5) 황린
(1) 화기주의, 물기엄금
(2) 화기엄금
(3) 화기엄금, 충격주의
(4) 가연물접촉주의
(5) 화기엄금, 공기접촉엄금
[해설]
운반용기 바깥면의 주의사항은 위험물안전관리법 시행규칙 별표 19에서 물질별이 아니라 유별·품명별로 정한다.
혼동 주의: 같은 제3류라도 칼륨·나트륨 같은 금수성 물질에는 물기엄금, 황린 같은 자연발화성 물질에는 공기접촉엄금이 붙는다.
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24-2
인화점이 4 인 어떤 제4류 위험물은 진한 질산과 진한 황산의 혼산으로 나이트로화하면 TNT 가 된다. 이 위험물에 관하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 구조식을 나타내시오.
(2) 품명을 쓰시오.
(3) 위험등급을 쓰시오.
(1) 벤젠 고리의 탄소 하나에 메틸기 가 붙은 구조 — 톨루엔
(2) 제1석유류
(3) II등급
[해설]
TNT(트라이나이트로톨루엔)의 이름 끝에 “톨루엔”이 남아 있는 데서 알 수 있듯, 원료는 톨루엔 이다. 진한 질산과 진한 황산을 섞은 혼산에서 황산은 탈수제 겸 촉매 노릇을 하고, 질산이 내놓은 나이트로기가 벤젠 고리의 수소 자리를 차례로 밀어내며 세 개까지 들어간다.
구조식은 정육각형 벤젠 고리에 메틸기 하나가 붙은 모양이다. 인화점이 로 보다 낮으므로 품명은 제1석유류이고, 물에 녹지 않는 비수용성이라 지정수량은 200 L 다. 제4류 위험물에서 특수인화물은 위험등급 I, 제1석유류와 알코올류는 II, 나머지는 III 이므로 톨루엔의 위험등급은 II등급이다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 명칭 / 화학식 | 톨루엔 / |
| 유별·품명 | 제4류 위험물 제1석유류(비수용성) |
| 지정수량 | 200 L |
| 위험등급 | II |
| 인화점 / 비점 | / |
같은 방식으로 벤젠을 나이트로화하면 나이트로벤젠이, 페놀을 나이트로화하면 피크르산이 나온다. 원료와 생성물의 이름이 이어져 있으므로 이름만 보고도 짝을 맞출 수 있다.
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24-2
아래 [보기]의 성질을 지닌 제4류 위험물에 관하여 다음 물음에 답하시오.
[보기]
· 색이 없는 액체다.
· 액체의 비중은 0.8, 증기비중은 약 2.5다.
· 지정수량은 200 L 로 정해져 있다.
· 뷰틸알코올에서 수소를 떼어 내는 방법으로 얻을 수 있다.
(1) 이 물질의 이름을 쓰시오.
(2) 이 물질의 화학식을 쓰시오.
(3) 이 물질을 운반할 때 제1류 위험물과 함께 실을 수 있는지 여부를 쓰시오.
(1) 메틸에틸케톤
(2)
(3) 혼재할 수 없다(불가능)
[해설]
[보기]의 단서를 하나씩 맞춰 보면 물질이 좁혀진다. 지정수량 200 L 는 제4류 제1석유류(비수용성)의 값이고, 뷰틸알코올을 탈수소화해서 얻는다는 것은 알코올의 가 케톤의 로 바뀐다는 뜻이다. 여기에 해당하는 것이 메틸에틸케톤(MEK)이다.
증기비중으로도 확인된다. 메틸에틸케톤 의 분자량은
이고, 증기비중은 공기의 평균 분자량 29 로 나눈 값이므로
가 되어 [보기]와 맞아떨어진다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 유별·품명 | 제4류 위험물 제1석유류(비수용성) |
| 화학식 | |
| 지정수량 | 200 L |
| 분자량 / 증기비중 | 72 / 약 2.48 |
| 액체비중 / 인화점 | 0.8 / |
(3) 운반 시 혼재 기준에서 제4류와 함께 실을 수 있는 것은 제2류·제3류·제5류뿐이다. 제1류는 산화성 고체여서 인화성 액체와 만나면 산소를 공급해 연소를 키우므로 혼재할 수 없다. 다만 이 기준은 지정수량의 이하인 소량 위험물에는 적용하지 않는다.
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다음은 위험물안전관리법령이 정한 제4류 위험물 품명의 정의이다. 빈칸 ① ~ ⑰ 에 들어갈 용어 또는 수치를 각각 쓰시오.
· “특수인화물”이라 함은 ( ① ), 다이에틸에터 그 밖에 1기압에서 ( ② )이 섭씨 ( ③ )도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 ( ④ )도 이하이고 비점이 섭씨 ( ⑤ )도 이하인 것을 말한다.
· “제1석유류”라 함은 아세톤, 휘발유 그 밖에 ( ⑥ )기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑦ )도 미만인 것을 말한다.
· “제2석유류”라 함은 등유, 경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑧ )도 이상 섭씨 ( ⑨ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품에 있어서 가연성 액체량이 ( ⑩ ) 중량퍼센트 이하이면서 인화점이 섭씨 ( ⑪ )도 이상인 동시에 연소점이 섭씨 ( ⑫ )도 이상인 것은 제외한다.
· “제3석유류”라 함은 ( ⑬ ), ( ⑭ ) 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 ( ⑮ )도 이상 섭씨 ( ⑯ )도 미만인 것을 말한다. 다만, 도료류 그 밖의 물품은 가연성 액체량이 ( ⑰ ) 중량퍼센트 이하인 것은 제외한다.
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]
위험물안전관리법 시행령 별표 1에 있는 제4류 품명 정의로, 품명은 1기압에서 잰 인화점 구간으로 나뉜다.
외우는 요령: 인화점 경계는 21 – 70 – 200으로 이어지고, 도료류를 제외하는 가연성 액체량 기준은 모두 40 중량퍼센트다.
혼동 주의: 인화점 40 ℃·연소점 60 ℃ 조건은 제2석유류 단서에만 더 붙는다.
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24-2
제3류 위험물인 칼륨에 관하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 공기 중에서 자연발화할 때의 반응식을 쓰시오.
(2) 물과 만났을 때의 반응식을 쓰시오.
(3) 보관할 때 담가 두는 보호액을 한 가지 쓰시오.
(1)
(2)
(3) 등유
[해설]
칼륨은 지정수량 10 kg, 위험등급 I 의 제3류 위험물로 자연발화성과 금수성을 함께 지닌다. 은백색의 무른 금속이지만 공기 중에 그냥 두면 산소와 붙어 산화칼륨이 되고, 그 과정에서 나는 열로 발화한다. 즉 자연발화할 때의 반응식은 산소와의 결합식, 곧 연소반응식과 같다.
물과는 격렬하게 반응해 수산화칼륨과 수소를 만들며 많은 열을 낸다. 이 열로 발생한 수소가 점화되어 폭발로 이어지는 일이 많다.
그래서 칼륨은 공기와 물을 모두 차단해야 한다. 물과 섞이지 않고 칼륨보다 가벼운 기름 속에 담가 두면 두 가지를 한 번에 막을 수 있는데, 이런 용도로 쓰는 액체를 보호액이라 한다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 보호액 | 등유, 경유, 유동파라핀 |
| 지정수량 / 위험등급 | 10 kg / I |
| 소화방법 | 마른모래, 팽창질석·팽창진주암, 탄산수소염류 분말소화약제 |
| 금지 소화약제 | 물, 이산화탄소, 할로젠화합물 |
이산화탄소를 뿌리면 로 반응해 탄소를 내놓으며 오히려 연소를 돕는다. 칼륨 화재에 물과 이산화탄소를 모두 쓸 수 없는 이유다.
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24-2
아래 [보기]가 설명하는 위험물에 관하여 다음 물음에 답하시오.
[보기]
· 분자량이 76 이다.
· 인화점이 0 이하다.
· 철근콘크리트로 만든 수조에 넣어 저장한다.
(1) 화학식을 쓰시오.
(2) 이 위험물의 옥외저장탱크를 넣어 두는 철근콘크리트 수조는 벽과 바닥의 두께가 몇 m 이상이어야 하는지 쓰시오.
(3) 연소반응식을 쓰시오.
(1)
(2) 0.2 m 이상
(3)
[해설]
분자량 76 은 으로 이황화탄소와 맞고, 물에 녹지 않으면서 비중이 1.26 으로 물보다 무거워 물속에 가라앉는 성질 때문에 물을 채운 수조에 잠기게 해서 저장한다. 증기의 확산과 화재를 물로 막는 방식이다.
이황화탄소의 옥외저장탱크에 대해서는 특례가 있다. 위험물안전관리법 시행규칙의 옥외탱크저장소 기준(별표 6)은 “벽 및 바닥의 두께가 0.2 m 이상이고 누수가 되지 아니하는 철근콘크리트의 수조에 넣어 보관”하도록 정하고 있으며, 이렇게 저장하면 보유공지·통기관·자동계량장치를 두지 않아도 된다.
여기서 0.2 m 는 수조의 두께이지 저장창고의 벽 두께가 아니다. 옥내저장소 쪽에도 “두께 20 cm 이상의 철근콘크리트조”라는 숫자가 나오지만, 그것은 지정과산화물을 저장하는 옥내저장소의 격벽·외벽에 붙는 별개의 특례라서 대상이 다르다. 값이 같아 헷갈리기 쉬운 대목이다.
연소반응식은 탄소가 이산화탄소로, 황이 이산화황으로 가는 것을 맞추면 된다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 유별·품명 | 제4류 위험물 — 특수인화물 |
| 화학식 / 분자량 | / 76 |
| 지정수량 / 위험등급 | 50 L / I |
| 액체비중 / 비점 | 1.26 / |
| 인화점 / 착화점 | / |
착화점이 로 제4류 위험물 가운데 가장 낮아 뜨거운 표면에 닿기만 해도 불이 붙는다. 연소하면 유독한 이산화황이 나오므로 소화 시 호흡 보호가 필요하다.
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다음 각 위험물이 물과 반응할 때 발생하는 가연성 가스의 명칭을 각각 쓰시오.
(1) 탄화알루미늄
(2) 리튬
(3) 인화알루미늄
(4) 탄화리튬
(5) 수소화칼륨
(1) 메테인
(2) 수소
(3) 포스핀(인화수소)
(4) 아세틸렌
(5) 수소
[해설]
다섯 가지 모두 제3류 금수성 물질이다. 물과 반응할 때 나오는 가스는 금속과 짝을 이룬 상대가 무엇인지에 따라 정해진다.
외우는 요령: 금속 홑원소와 수소화물은 수소, 인화물은 포스핀을 낸다. 탄화물은 C3형이면 메테인, C2형이면 아세틸렌이다.
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24-2
벤젠 고리에 나이트로기가 붙어 만들어진 아래 세 위험물에 대하여, 각각의 시성식을 나타내시오.
(1) 다이나이트로벤젠
(2) 트라이나이트로페놀
(3) 트라이나이트로톨루엔
(1)
(2)
(3)
[해설]
세 물질은 모두 벤젠 고리에 나이트로기 를 붙여 만든 제5류 위험물 — 나이트로화합물이다. 시성식은 어떤 작용기가 어디에 몇 개 붙었는지를 드러내 쓰는 식이므로, 고리에 남은 수소 수와 치환기를 함께 적어야 한다.
벤젠 고리의 탄소 6개에는 원래 수소가 6개 붙어 있다. 치환기가 하나 붙을 때마다 수소가 하나씩 줄어드는 것을 세면 시성식이 만들어진다.
| 명칭 | 치환기 | 고리에 남은 H | 시성식 |
|---|---|---|---|
| 다이나이트로벤젠(DNB) | 2개 | ||
| 트라이나이트로페놀(피크르산) | 1개 + 3개 | ||
| 트라이나이트로톨루엔(TNT) | 1개 + 3개 |
TNT 는 담황색 결정으로 물에 녹지 않고 충격에 비교적 둔감해 폭약으로 쓰이며, 피크르산은 쓴맛이 나는 황색 결정으로 금속과 만나면 예민한 금속염(피크린산염)을 만들어 위험하므로 철·구리 용기를 피한다. 세 물질 모두 분자 안에 산소를 갖고 있어 산소 공급 없이도 분해·폭발할 수 있는 자기반응성 물질이다.
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24-2
에틸알코올 100 g 이 나트륨과 모두 반응했을 때 만들어지는 수소는 몇 g 인지 구하시오.
2.17 g
[해설]
에틸알코올은 의 수소를 나트륨에 내주고 나트륨에틸레이트가 된다. 알코올 2분자마다 수소 분자 1개가 나온다.
에틸알코올 의 분자량은 이므로 100 g 의 물질량은
이다. 반응식에서 수소는 알코올의 절반만큼 생기므로
이고, 수소 분자량이 2 이므로 질량은
이다. 비례식으로 한 번에 세워도 같다.
일부 교재에 2.18 g 으로 실려 있으나, 이는 중간값 을 2.17 mol 로 먼저 반올림한 뒤 셈을 이어 가며 생긴 오차다. 그 2.17 mol 로 계산하더라도 이 되므로 2.18 은 어느 경로로도 나오지 않는다. 중간에서 반올림하지 말고 마지막에 한 번만 자리를 맞추는 것이 계산 문제의 기본이다.
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24-2
아래 그림과 같이 설치한 두 위험물탱크의 내용적을 구하는 식을 각각 세우시오.
(1) 가로로 눕혀 설치한 원통형 탱크 — 단면의 반지름 r, 왼쪽 경판 l1, 동체 l, 오른쪽 경판 l2
(2) 세로로 세워 설치한 원통형 탱크 — 단면의 반지름 r, 동체 높이 l
(1)
(2)
[해설]
위험물 탱크의 내용적은 단면적 πr2 × 환산 길이로 구한다. 볼록한 경판은 같은 길이 원기둥 부피의 1/3로 본다.
가로형은 동체 길이 l에 양쪽 경판 몫을 더한다.
V = πr2(l + (l1+l2)/3)
세로형은 경판을 계산에 넣지 않고 동체만 원기둥으로 본다.
V = πr2l
혼동 주의: 이 식으로 구한 값은 내용적이다. 탱크 용량은 여기서 공간용적(보통 내용적의 5~10 %)을 뺀 값이다.
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24-2
삼황화인 1 mol 을 완전히 태우려면 공기가 몇 L 필요한지 구하시오. (단, 표준상태이며 공기 중 산소는 21 부피퍼센트로 본다.)
853.33 L
[해설]
삼황화인은 이다. 인은 오산화인으로, 황은 이산화황으로 가므로 생성물을 먼저 놓고 원자 수를 맞춘다. 인 4개는 , 황 3개는 가 되고, 오른쪽 산소 원자가 개이므로 왼쪽에는 를 놓는다.
즉 삼황화인 1 mol 에 산소 8 mol 이 든다. 표준상태에서 기체 1 mol 의 부피는 22.4 L 이므로 이론산소량은
이고, 공기 가운데 산소가 21 % 이므로 이론공기량은 이 값을 0.21 로 나눈다.
“공기 중 산소 21 %”가 주어지면 나누기 0.21(또는 )이 뒤따른다고 기억해 두면 된다. 질량으로 물을 때는 부피비가 아니라 질량비 23.2 % 를 써야 하므로 문제가 부피를 묻는지 질량을 묻는지부터 확인해야 한다.
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24-2
과산화칼륨 1 mol 이 이산화탄소와 반응하면 산소가 몇 L 만들어지는지 구하시오. (단, 표준상태이다.)
11.2 L
[해설]
과산화칼륨은 제1류 무기과산화물로, 이산화탄소와 만나면 탄산칼륨이 되며 산소를 내놓는다.
2K2O2 + 2CO2 → 2K2CO3 + O2
과산화칼륨 2 mol에서 산소 1 mol이 생기므로 1 mol이면 산소는 0.5 mol이다.
0.5 mol × 22.4 L/mol = 11.2 L
산소를 공급하는 꼴이 되므로 무기과산화물 화재에는 이산화탄소 소화약제 대신 마른모래나 탄산수소염류 분말을 쓴다.
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위험물안전관리법령의 운반에 관한 기준에 따라, 지정수량의 을 초과하는 위험물을 운반하는 경우 제1류부터 제6류까지 각 유별에 대하여 같은 차량에 함께 실을 수 있는 유별과 함께 실을 수 없는 유별을 각각 모두 쓰시오.
(1) 제1류 — 혼재 가능 제6류 / 혼재 불가 제2류·제3류·제4류·제5류
(2) 제2류 — 혼재 가능 제4류·제5류 / 혼재 불가 제1류·제3류·제6류
(3) 제3류 — 혼재 가능 제4류 / 혼재 불가 제1류·제2류·제5류·제6류
(4) 제4류 — 혼재 가능 제2류·제3류·제5류 / 혼재 불가 제1류·제6류
(5) 제5류 — 혼재 가능 제2류·제4류 / 혼재 불가 제1류·제3류·제6류
(6) 제6류 — 혼재 가능 제1류 / 혼재 불가 제2류·제3류·제4류·제5류
[해설]
위험물안전관리법 시행규칙 별표 19(운반에 관한 기준)에 따르면 한 차량에 함께 실을 수 있는 유별 짝은 제1류–제6류, 제2류–제4류, 제2류–제5류, 제3류–제4류, 제4류–제5류 다섯 쌍뿐이다.
함께 실을 수 없는 유별은 이 다섯 쌍에 들지 않는 나머지 유별이며, 자기 유별은 적지 않는다. 지정수량의 1/10 이하인 위험물에는 이 혼재 기준을 적용하지 않는다.
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다음 분말소화약제의 주성분을 명칭과 화학식으로 각각 쓰시오.
(1) 제1종
(2) 제2종
(3) 제3종
(1) 탄산수소나트륨,
(2) 탄산수소칼륨,
(3) 제1인산암모늄,
[해설]
분말소화약제는 주성분에 따라 종류가 나뉜다. 제1종과 제2종은 탄산수소염, 제3종은 인산염이 주성분이다.
제3종만 A급 화재에도 듣는 것은 열분해로 생긴 메타인산(HPO3)이 타는 물질 표면을 막으로 덮어 산소를 끊기 때문이다. 이름은 그냥 '인산암모늄'이 아니라 제1인산암모늄으로 써야 화학식과 맞는다.
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24-2
아래 [보기]가 설명하는 위험물에 관하여 다음 물음에 답하시오.
[보기]
· 보관하는 동안 스스로 분해하는 것을 막으려고 인산이나 요산 같은 분해방지제를 넣는다.
· 상대에 따라 산화제로도, 환원제로도 작용한다.
(1) 화학식을 쓰시오.
(2) 농도가 몇 중량퍼센트 이상일 때 위험물로 보는지 쓰시오.
(3) 완전히 분해할 때의 반응식을 쓰시오.
(1)
(2) 36 wt%
(3)
[해설]
안정제로 인산과 요산을 넣는다는 것, 산화제와 환원제 양쪽으로 쓰인다는 것은 과산화수소를 가리키는 대표적인 단서다. 과산화수소 속 산소의 산화수는 로 산소의 보통 상태()와 홑원소 상태()의 중간이라, 상대를 만나면 어느 쪽으로도 움직일 수 있다.
과산화수소는 그대로 두어도 물과 산소로 서서히 갈라지고, 이때 부피가 늘어 용기가 터질 수 있다. 그래서 인산()·요산() 같은 분해방지제를 넣고, 마개는 완전히 막지 않고 구멍이 뚫린 마개를 써서 분해된 산소를 빼낸다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 유별·품명 | 제6류 위험물 — 과산화수소 |
| 화학식 | |
| 위험물이 되는 농도 | 36 wt% 이상 |
| 지정수량 / 위험등급 | 300 kg / I |
| 안정제 | 인산, 요산 |
농도 기준이 붙는 것은 묽은 과산화수소는 위험성이 낮기 때문이다. 36 중량퍼센트 미만이면 위험물로 보지 않는다. 같은 제6류 안에서 질산은 비중 1.49 이상, 과염소산은 농도 제한 없이 전부가 위험물이라는 점과 함께 묶어서 외워 두면 좋다.
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24-2
아래는 위험물안전관리법령이 허가 대상 시설인 “제조소등”을 갈라 놓은 것이다. 빈칸 ①~⑤에 들어갈 시설의 이름을 각각 쓰시오.
· ( ① )
· 저장소 — 옥내저장소 / ( ② ) / 옥외저장소 / 옥외탱크저장소 / ( ③ ) / 간이탱크저장소 / 이동탱크저장소 / 암반탱크저장소
· 취급소 — 주유취급소 / ( ④ ) / 이송취급소 / ( ⑤ )
① 제조소
② 옥내탱크저장소
③ 지하탱크저장소
④ 판매취급소
⑤ 일반취급소
[해설]
“제조소등”은 위험물안전관리법상 설치 허가를 받아야 하는 시설을 한데 묶어 부르는 말이다. 크게 제조소 한 갈래와 저장소 여덟 갈래, 취급소 네 갈래로 나뉘어 모두 13가지가 된다. 저장소와 취급소의 세부 구분은 위험물안전관리법 시행령이 정한다.
| 구분 | 해당 시설 | 가짓수 |
|---|---|---|
| 제조소 | 위험물을 제조할 목적으로 지정수량 이상의 위험물을 취급하는 장소 | 1 |
| 저장소 | 옥내저장소, 옥내탱크저장소, 옥외저장소, 옥외탱크저장소, 지하탱크저장소, 간이탱크저장소, 이동탱크저장소, 암반탱크저장소 | 8 |
| 취급소 | 주유취급소, 판매취급소, 이송취급소, 일반취급소 | 4 |
저장소는 “어디에 어떤 그릇으로 두느냐”로 갈린다. 건물 안에 용기째 쌓아 두면 옥내저장소, 같은 건물 안이라도 탱크에 넣으면 옥내탱크저장소이고, 땅에 묻은 탱크는 지하탱크저장소, 600 L 이하의 작은 탱크는 간이탱크저장소, 차량에 고정한 탱크는 이동탱크저장소, 암반 공동을 이용하면 암반탱크저장소다.
취급소는 “무엇을 하려고 다루느냐”로 갈린다. 자동차 등에 직접 주유하면 주유취급소, 점포에서 용기에 담아 판매하면 판매취급소, 배관으로 멀리 보내면 이송취급소이며, 이 셋에 들지 않는 나머지가 일반취급소다.
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