2022년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

㉠ 70

㉡ 1.5

㉢ 4,000

㉣ 3.2

㉤ 3.2

[해설]

이동탱크저장소는 탱크를 차량에 얹어 달리는 시설이라, 흔들림·충돌·전복을 견디도록 구조 기준이 촘촘하다.

수압시험은 압력탱크인지 아닌지로 갈린다. 최대상용압력이 46.7 kPa 이상인 것을 압력탱크라 부르며, 압력탱크는 최대상용압력의 1.5배 압력으로, 그 밖의 탱크는 70 kPa 의 압력으로 각각 10분간 시험한다.

칸막이는 4,000 L 이하마다 두께 3.2 mm 이상의 강철판으로 설치한다. 탱크 안을 여러 칸으로 나누면 주행 중 액체가 한쪽으로 쏠리며 생기는 관성력을 줄일 수 있고, 사고가 나도 한 칸의 위험물만 새어 나온다. 여기서 '이하'가 빠지면 4,000 L 단위로만 나누라는 말이 되어 뜻이 달라진다.

방파판은 칸막이로 나뉜 각 칸 안에서 액면의 출렁임을 다시 한 번 눌러 주는 판으로, 칸막이로 구획된 부분의 용량이 2,000 L 미만이면 두지 않을 수 있다. 또 이동저장탱크에는 안전장치를 두어, 상용압력이 20 kPa 이하인 탱크는 20 kPa 이상 24 kPa 이하에서, 상용압력이 20 kPa 를 넘는 탱크는 상용압력의 1.1배 이하에서 작동하도록 한다.

(1) ① $\mathrm{C_6H_5Cl}$　② 1,000 L

(2) ① $\mathrm{CH_3OH}$　② 400 L

(3) ① $\mathrm{C_6H_5CH_3}$　② 200 L

[해설]

시성식은 분자 안에 어떤 작용기가 붙어 있는지 드러나도록 쓴 식이다. 벤젠 고리에 무엇이 하나 붙은 화합물은 고리 부분을 $\mathrm{C_6H_5-}$ 로 떼어 놓고 치환기를 뒤에 적는다.

지정수량은 품명이 정해지면 따라 나온다. 인화점 21 ℃ 미만인 톨루엔은 제1석유류 비수용성이라 200 L, 인화점 21 ℃ 이상 70 ℃ 미만인 클로로벤젠은 제2석유류 비수용성이라 1,000 L 다. 메틸알코올은 탄소원자가 1개인 포화1가 알코올이므로 인화점과 상관없이 알코올류로 묶여 400 L 가 된다.

세 물질 모두 물에 녹지 않는다는 점도 함께 기억해 둘 만하다. 메틸알코올은 물과 잘 섞이지만 알코올류에는 수용성·비수용성 구분이 따로 없어 400 L 하나로 정해져 있다. 메틸알코올은 독성이 강해 소량만 마셔도 실명이나 사망에 이를 수 있다.

(1) o-자일렌 — 벤젠 고리의 1,2-위치(서로 이웃한 자리)에 메틸기 2개가 결합

(2) m-자일렌 — 1,3-위치(한 자리 건너)에 메틸기 2개가 결합

(3) p-자일렌 — 1,4-위치(마주 보는 자리)에 메틸기 2개가 결합

[해설]

자일렌의 분자식은 세 이성질체 모두 $\mathrm{C_6H_4(CH_3)_2}$ 로 같고 분자량도 106으로 같다. 다른 것은 두 메틸기가 고리의 어느 자리에 붙느냐뿐이며, 이 자리에 따라 접두어가 갈린다. 오쏘(o-)는 이웃한 1,2-위치, 메타(m-)는 한 자리 건넌 1,3-위치, 파라(p-)는 정반대인 1,4-위치다.

세 이성질체 모두 제4류 위험물 제2석유류(비수용성)에 속하고 지정수량은 1,000 L 다. 물에는 녹지 않고 알코올·에터에는 녹으며, 증기는 공기보다 무겁다(증기비중 $\dfrac{106}{29} \approx 3.66$). 접두어와 치환 자리를 짝지어 외워 두면 구조식을 그리는 문제와 명칭을 묻는 문제 모두에 대응할 수 있다.

(1) $\mathrm{(C_6H_5CO)_2O_2}$

(2) $\mathrm{CH_3ONO_2}$

(3) $\mathrm{C_2H_4(ONO_2)_2}$

[해설]

과산화벤조일은 벤조일기($\mathrm{C_6H_5CO-}$) 두 개가 과산화 결합($\mathrm{-O-O-}$)으로 이어진 구조라 $\mathrm{(C_6H_5CO)_2O_2}$ 로 쓴다. 무미·무취의 백색 결정으로 건조한 상태에서는 마찰·충격에 폭발할 수 있어, 물이나 프탈산다이메틸 같은 희석제를 섞어 습한 상태로 보관한다.

질산메틸은 메틸알코올($\mathrm{CH_3OH}$)의 수소가 나이트로기가 아니라 질산기로 치환된 에스터다. 산소를 사이에 둔 $\mathrm{-ONO_2}$ 결합이 붙는다는 점이 나이트로화합물과 다르므로, $\mathrm{CH_3NO_2}$(나이트로메테인)로 잘못 쓰지 않도록 주의한다.

나이트로글리콜은 에틸렌글라이콜($\mathrm{C_2H_4(OH)_2}$)이 가진 하이드록시기 두 개가 모두 질산에스터로 바뀐 것이므로 $\mathrm{C_2H_4(ONO_2)_2}$ 다. 나이트로글리세린과 함께 다이너마이트의 원료로 쓰이며, 어는점이 낮아 겨울철 동결을 막는 데 보탬이 된다.

세 물질 모두 분자 안에 산소를 품고 있어 공기가 없어도 스스로 타는 자기반응성 물질이다. 그래서 질식소화는 듣지 않고, 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이다.

이황화탄소 → 다이에틸에터 → 휘발유 → 아세톤

[해설]

문제가 말하는 온도는 발화점(착화점)이다. 점화원 없이 가열만으로 연소가 시작되는 최저온도를 뜻하며, 액면 위에 불을 붙일 수 있는 증기가 생기는 최저온도인 인화점과는 다른 값이다.

이황화탄소의 발화점 90 ℃ 는 제4류 위험물 가운데 가장 낮은 축으로, 끓는 물이 담긴 주전자나 증기배관에 닿기만 해도 불이 붙을 수 있다는 뜻이다. 그래서 순서의 맨 앞은 언제나 이황화탄소다. 다이에틸에터의 발화점은 교재에 따라 160 ℃ 로도, 180 ℃ 로도 실리는데 어느 값을 쓰든 이황화탄소와 휘발유 사이라는 자리는 바뀌지 않는다.

주의할 점은 인화점으로 줄을 세우면 순서가 달라진다는 것이다. 인화점은 다이에틸에터(-45 ℃)가 이황화탄소(-30 ℃)보다 낮아 두 물질의 앞뒤가 뒤바뀐다. 발화점을 묻는지 인화점을 묻는지 발문을 먼저 확인해야 한다.

(1) 1개부터 3개까지

(2) ① 1분자를 구성하는 탄소원자의 수가 1개부터 3개까지인 포화1가 알코올의 함유량이 60 wt% 미만인 수용액

② 가연성 액체량이 60 wt% 미만이고, 인화점 및 연소점이 에틸알코올 60 wt% 수용액의 인화점 및 연소점을 초과하는 것

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 1 은 알코올류를 ‘1분자를 구성하는 탄소원자의 수가 1개부터 3개까지 인 포화1가 알코올(변성알코올을 포함한다)’로 정의한다. 메틸알코올·에틸알코올·프로필알코올(아이소프로필알코올 포함)이 여기에 들고, 탄소수가 4개인 뷰틸알코올부터는 알코올류가 아니라 제2석유류로 분류된다.

다만 다음 두 경우는 알코올류에서 제외한다.

① 농도가 낮아 위험성이 작은 경우 — 1분자를 구성하는 탄소원자의 수가 1개부터 3개까지인 포화1가 알코올의 함유량이 60 wt% 미만인 수용액

② 인화 위험이 낮은 경우 — 가연성 액체량이 60 wt% 미만 이고, 인화점 및 연소점(태그개방식 인화점측정기에 의한 연소점)이 에틸알코올 60 wt% 수용액의 인화점 및 연소점을 초과하는 것

세 자리의 기준 수치가 모두 60 wt% 이므로, 정의 조문을 빈칸으로 묻는 형태로 나오면 답은 차례대로 1, 3, 60, 60, 60 이 된다.

(1) 1회

(2) ①, ②, ③

(3) ③

[해설]

(1) 정기점검의 횟수
위험물안전관리법 제18조와 같은 법 시행규칙 제64조에 따라, 정기점검 대상인 제조소등의 관계인은 연 1회 이상 정기점검을 하고 그 기록을 보존해야 한다. 정기점검 대상은 지정수량의 10배 이상인 제조소·일반취급소, 지하탱크저장소, 이동탱크저장소, 지하에 매설된 탱크가 있는 주유취급소 등이다.

(2) 지위승계
같은 법 제10조는 제조소등의 설치자가 사망하거나(① — 상속인이 승계), 제조소등을 양도·인도하거나(②), 법인인 설치자에게 합병이 있는 경우(③ — 합병 후 존속하는 법인이나 새로 설립된 법인이 승계) 모두를 지위승계 사유로 정하고 있다. 경매, 환가, 압류재산의 매각 등 법정 절차로 제조소등의 시설 전부를 인수한 경우도 마찬가지다. 따라서 세 가지 모두 해당한다. 승계한 자는 승계한 날부터 30일 이내에 시·도지사에게 신고해야 한다.

(3) 용도폐지
같은 법 제11조는 "제조소등의 관계인은 해당 제조소등의 용도를 폐지한 때에는 용도를 폐지한 날부터 14일 이내에 시·도지사에게 신고하여야 한다"고 정한다. 즉 폐지가 먼저이고 신고가 나중인데, 보기 ③은 "신고한 뒤 14일 이내에 폐지한다"고 하여 선후를 뒤집었으므로 틀렸다. 나머지는 모두 맞다. 신고 서류는 시행규칙 제23조에 따라 용도폐지신고서에 제조소등의 완공검사합격확인증을 첨부한다(보기 ④).

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

(2) $\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}$

[해설]

분말소화약제는 열을 받아 분해하면서 이산화탄소·수증기 같은 불연성 기체를 내놓아 산소를 밀어내고(질식), 분해에 열을 빼앗아(냉각) 불을 끈다.

(1) 제1종 분말 — 탄산수소나트륨은 약 270 ℃ 에서 1차 분해해 탄산나트륨과 이산화탄소, 물이 된다.

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

(2) 제3종 분말 — 제일인산암모늄은 약 190 ℃ 에서 1차 분해해 암모니아와 오쏘인산을 만든다.

$\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}$

제3종은 더 가열하면 $\mathrm{2H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O}$(약 215 ℃), $\mathrm{H_4P_2O_7 \rightarrow 2HPO_3 + H_2O}$(약 300 ℃) 로 이어지고, 마지막에 남는 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)이 유리막을 이루어 숯 표면을 덮는다. 제3종 분말만 A급 화재에도 쓸 수 있는 것은 이 방진작용 덕분이다.

제1종 분말은 나트륨염이 식용유의 지방산과 비누화 반응을 일으켜 거품막을 만들기 때문에 주방 화재(K급)에도 효과가 있다.

㉠ 할론 2402

㉡ 할론 1211

㉢ 할론 10001

[해설]

할론 번호는 분자에 든 원자의 개수를 탄소(C) → 불소(F) → 염소(Cl) → 브로민(Br) → 아이오딘(I) 순으로 늘어놓아 붙인다. 수소는 세지 않으며, 끝자리가 0이면 생략하는 것이 관례다(아이오딘 자리가 있으면 다섯 자리가 된다).

$\mathrm{CH_3I}$ 는 탄소 1개뿐이고 불소·염소·브로민이 하나도 없으므로 앞 네 자리가 1·0·0·0 이 되고, 아이오딘 1개가 다섯째 자리에 붙어 10001 이 된다. 수소 3개는 번호에 반영하지 않는다는 점이 함정이다.

그 밖에 자주 나오는 것으로 할론 1301($\mathrm{CF_3Br}$), 할론 1011($\mathrm{CH_2ClBr}$), 할론 104($\mathrm{CCl_4}$)가 있다. 할론소화약제는 연쇄반응을 끊는 부촉매(억제)소화 효과가 뛰어나며, 이 효과는 브로민이 가장 크고 염소·불소 순으로 작아진다. 다만 오존층을 파괴해 할론 1301·2402 등은 생산이 규제되고 있다.

① 제1석유류

② 알코올류

[해설]

제4류 위험물(인화성 액체)의 위험등급은 인화점이 낮을수록, 곧 불이 붙기 쉬울수록 높게 매겨진다.

· 위험등급 Ⅰ — 특수인화물(지정수량 50 L)

· 위험등급 Ⅱ — 제1석유류(비수용성 200 L / 수용성 400 L), 알코올류(400 L)

· 위험등급 Ⅲ — 제2석유류(비수용성 1,000 L / 수용성 2,000 L), 제3석유류(비수용성 2,000 L / 수용성 4,000 L), 제4석유류(6,000 L), 동식물유류(10,000 L)

즉 특수인화물만 Ⅰ등급이고 제1석유류와 알코올류가 Ⅱ등급, 나머지 제4류 위험물은 모두 Ⅲ등급이다.

제1석유류는 인화점이 21 ℃ 미만인 것(휘발유·아세톤·벤젠·톨루엔 등)이고, 알코올류는 탄소원자 수가 1~3개인 포화 1가 알코올(메틸알코올·에틸알코올·아이소프로필알코올)을 말한다. 특수인화물은 발화점 100 ℃ 이하이거나 인화점 -20 ℃ 이하이면서 끓는점이 40 ℃ 이하인 것이다. 위험등급은 운반용기의 최대용적이나 저장·취급 기준을 가를 때 쓰이므로 유별로 묶어 외워 두는 것이 좋다.

(1) 509.09 L

(2) 508.77 L

[해설]

이산화탄소의 분자량은 44이므로 1 kg = 1,000 g은 $\dfrac{1{,}000}{44} = 22.73$ mol이다.

(1) 표준상태에서 기체 1 mol이 22.4 L를 차지하므로 $V = \dfrac{1{,}000}{44} \times 22.4 = 509.09$ → 509.09 L

(2) 이상기체 상태방정식 $PV = nRT = \dfrac{w}{M}RT$ 에서 $V = \dfrac{wRT}{PM} = \dfrac{1{,}000 \times 0.082 \times 273}{1 \times 44} = 508.77$ → 508.77 L (0 ℃ = 273 K, 1기압)

두 값의 차이는 기체상수를 0.082로 반올림해 쓴 데서 생기는 것일 뿐 같은 계산이므로, 어느 쪽으로 풀어도 정답으로 인정된다. 문제에 22.4 L가 주어지면 (1), 기체상수 R이 주어지면 (2)로 푼다.

①, ⑤, ⑥

[해설]

물에 녹느냐 마느냐는 분자의 극성이 갈라 놓는다. 하이드록시기($\mathrm{-OH}$)·카보닐기($\mathrm{-CO-}$)·카복실기($\mathrm{-COOH}$) 처럼 물 분자와 수소결합을 맺을 수 있는 부분을 가진 물질은 물과 잘 섞이고, 탄소와 수소만으로 이루어져 극성이 거의 없는 물질은 섞이지 않는다.

따라서 물에 녹는 것은 ①, ⑤, ⑥ 이다. 이황화탄소는 물에 녹지 않고 비중이 1.26으로 물보다 무겁다는 성질을 거꾸로 이용해, 증기가 새지 않도록 물속에 담가 저장한다.

제4류 위험물에서 수용성 여부를 따지는 실익은 지정수량에 있다. 같은 제1석유류라도 비수용성은 200 L, 수용성은 400 L 이고, 제2석유류는 1,000 L 와 2,000 L, 제3석유류는 2,000 L 와 4,000 L 로 갈린다. 물에 잘 섞이는 것은 화재 때 물로 묽혀 소화(희석소화)할 여지가 있어 저장 허용량을 더 준 것이다.

한편 위험물안전관리법 시행령 별표 1의 제4류 성질란을 보면 수용성·비수용성 구분이 제1석유류·제2석유류·제3석유류에만 붙어 있다. 이 표기를 곧이곧대로 읽으면 알코올류인 아이소프로필알코올과 특수인화물인 이황화탄소는 애초에 구분 대상이 아니라고 볼 수도 있어, 교재에 따라 ⑤·⑥만 답으로 싣기도 한다. 다만 물질 자체의 용해성을 묻는다면 아이소프로필알코올은 물과 어떤 비율로도 섞이는 명백한 수용성 물질이다.

(1) $\mathrm{CH_3COCH_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O}$

(2) 약 $7.36\,\mathrm{m^3}$

[해설]

(1) 연소반응식
아세톤의 시성식은 $\mathrm{CH_3COCH_3}$(분자식 $\mathrm{C_3H_6O}$)다. 탄소 3개는 $\mathrm{3CO_2}$, 수소 6개는 $\mathrm{3H_2O}$ 가 되고, 오른쪽 산소 원자 $6 + 3 = 9$ 개 가운데 아세톤이 이미 1개를 가지고 있으므로 밖에서 들어와야 할 산소는 8개, 곧 $\mathrm{4O_2}$ 다.

$\mathrm{CH_3COCH_3 + 4O_2 \rightarrow 3CO_2 + 3H_2O}$

(2) 이론공기량
아세톤의 분자량은 $(12 \times 3) + (1 \times 6) + 16 = 58$ 이므로 아세톤 1 kg 은 $\dfrac{1}{58}$ kmol 이고, 반응식에서 아세톤 1 kmol 당 산소 4 kmol 이 든다. 표준상태에서 기체 1 kmol 의 부피는 $22.4\,\mathrm{m^3}$ 이므로 이론산소량은

$V_{\mathrm{O_2}} = \dfrac{1}{58} \times 4 \times 22.4 = 1.545\,\mathrm{m^3}$

이고, 공기 중 산소가 부피로 21 % 이므로 이론공기량은 이 값을 0.21 로 나눈다.

$V_{\mathrm{air}} = \dfrac{1 \times 4 \times 22.4}{58 \times 0.21} = \mathbf{7.36}\,\mathbf{\mathrm{m^3}}$

중간에 몰수를 0.017 kmol 로 반올림하거나 산소량을 $1.54\,\mathrm{m^3}$ 로 끊어 놓고 계산하면 각각 $7.25\,\mathrm{m^3}$, $7.33\,\mathrm{m^3}$ 가 나온다(교재에 따라 이 값들이 실려 있다). 그러나 반올림을 끝까지 미루고 한 번에 계산한 7.36 $\mathrm{m^3}$ 가 정확한 값이다. 계산 문제에서는 중간값을 자르지 않는 습관이 중요하다.

㉠ 5

㉡ 10

㉢ 0.3

㉣ 1

[해설]

탱크에 위험물을 가득 채우면 온도가 오를 때 팽창한 액체가 넘칠 수 있고, 증기가 머물 자리도 없어진다. 그래서 탱크의 용량은 내용적을 그대로 쓰지 않고 여유 공간을 뺀 값으로 정한다.

$\text{탱크의 용량} = \text{탱크의 내용적} - \text{공간용적}$

공간용적은 원칙적으로 내용적의 100분의 5 이상 100분의 10 이하, 곧 5~10 % 다. 다만 탱크 윗부분에 소화약제 방출구를 두는 소화설비(포소화설비 등)를 설치한 경우에는, 소화약제가 뿜어져 나올 공간을 따로 확보해야 하므로 방출구 아래 0.3 m 이상 1 m 미만 사이의 면을 기준으로 잡아 그 윗부분을 모두 공간용적으로 본다.

암반탱크에 별도 기준을 둔 것은 암반 틈으로 지하수가 스며들기 때문이다. 스며들 물의 자리를 미리 비워 두지 않으면 저장한 위험물이 밀려 나올 수 있다.

7.5배

[해설]

둘 이상의 위험물을 같은 장소에 저장할 때는 각 위험물의 저장수량을 그 위험물의 지정수량으로 나눈 값을 모두 더해 지정수량의 배수를 따진다.

$\text{배수의 합계} = \dfrac{A_1}{S_1} + \dfrac{A_2}{S_2} + \cdots$

$\dfrac{100}{50} + \dfrac{150}{50} + \dfrac{200}{400} + \dfrac{400}{200} = 2 + 3 + 0.5 + 2 = \mathbf{7.5}$

따라서 지정수량 배수의 합계는 7.5배 다.

아세톤과 휘발유는 둘 다 제1석유류이지만 아세톤은 물에 잘 녹아 400 L, 휘발유는 녹지 않아 200 L 로 지정수량이 갈린다는 점이 이 문제의 갈림길이다. 지정수량의 배수가 1 이상이면 위험물로 규제되며, 배수가 클수록 정기점검·예방규정 작성 같은 의무가 늘어난다.

② 유기화합물에 속한다 → 무기화합물에 속한다

④ 비중이 1보다 작아 물 위에 뜬다 → 비중이 1보다 커서 물보다 무겁다

[해설]

제6류 위험물은 성질란 자체가 '산화성 액체'이므로 ①은 맞다(⑤도 마찬가지로, 자신은 타지 않으면서 남의 연소를 돕는 불연성·조연성 물질이다). 세 물질 모두 탄소 골격이 없는 무기화합물이라 ②는 틀렸고, 비중이 모두 1 보다 커서 물보다 무겁다는 점에서 ④도 틀렸다. 물에 잘 녹으면서 열을 내는 성질이 있어 ③은 맞다.

제6류 위험물의 지정수량은 300 kg 이고 위험등급은 I 이다. 물에 잘 녹고 물보다 무거우며 부식성이 강하므로, 새어 나왔을 때는 다량의 물로 희석하거나 마른모래로 흡수시켜 처리한다. 자신은 타지 않으므로 소화는 주변 가연물에 맞추어 하되, 다량이면 냉각을 겸해 물을 쓸 수 있다.

덧붙여 제6류 위험물은 유별을 달리하는 위험물 가운데 제1류 위험물과만 함께 저장할 수 있다(옥내·옥외저장소에서 1 m 이상 간격을 두는 경우).

(1) $\mathrm{2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO}$

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

[해설]

2족(알칼리토금속)에 속하는 은백색 경금속이면서 비중 1.74, 융점 약 651 ℃ 라는 조건을 모두 만족하는 것은 마그네슘(Mg)이다. 원자량은 24.3 이고, 제2류 위험물 가운데 지정수량 500 kg, 위험등급 III 에 해당한다.

(1) 연소 — 마그네슘은 눈부신 백색 불꽃을 내며 타서 산화마그네슘이 된다.

$\mathrm{2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO}$

(2) 물과의 반응 — 뜨거운 물이나 수증기와 만나면 수산화마그네슘을 만들며 수소를 내놓는다.

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

이 반응 때문에 마그네슘 화재에 물을 뿌리면 폭발성 기체인 수소가 생겨 오히려 위험해진다. 이산화탄소도 소화약제로 쓸 수 없는데, 마그네슘이 이산화탄소에서 산소를 빼앗아 계속 타기 때문이다($\mathrm{2Mg + CO_2 \rightarrow 2MgO + C}$). 따라서 마른모래·팽창질석·팽창진주암이나 탄산수소염류 분말소화약제로 질식소화한다.

참고로 위험물안전관리법령은 마그네슘 가운데 2 mm 체를 통과하지 못하는 덩어리와 지름 2 mm 이상인 막대 모양의 것은 위험물에서 제외한다. 표면적이 작아 발화 위험이 낮기 때문이다.

(1) 인화성 고체 — ① 주의사항: 화기엄금 ② 바탕색: 적색 ③ 문자색: 백색

(2) 금수성 물질 — ① 주의사항: 물기엄금 ② 바탕색: 청색 ③ 문자색: 백색

[해설]

주의사항 게시판은 그 제조소에서 다루는 위험물의 성질에 따라 문구와 색이 정해져 있다.

· 화기엄금 — 제2류 중 인화성 고체, 제3류 중 자연발화성 물질, 제4류, 제5류 → 적색 바탕에 백색 문자

· 화기주의 — 제2류(인화성 고체 제외) → 적색 바탕에 백색 문자

· 물기엄금 — 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제3류 중 금수성 물질 → 청색 바탕에 백색 문자

인화성 고체는 제2류이지만 상온에서도 인화성 증기를 내놓아 불씨가 닿으면 곧바로 불이 붙으므로, 다른 제2류의 '화기주의'보다 한 단계 강한 '화기엄금'을 표시한다. 제2류를 화기주의로만 외우면 여기서 틀린다.

금수성 물질은 물과 닿으면 가연성 가스를 내거나 발열하므로 '물기엄금'을 표시하며, 주의사항 게시판 가운데 바탕색이 청색인 것은 이 물기엄금뿐이다. 문자색은 세 경우 모두 백색으로 같다.

주의사항 게시판은 한 변의 길이가 0.3 m 이상, 다른 한 변이 0.6 m 이상인 직사각형으로 만든다. 같은 제조소에 세우는 다른 게시판의 색도 함께 정리해 두면 좋다. 위험물 제조소등의 표지와 방화에 관하여 필요한 사항을 적은 게시판은 백색 바탕에 흑색 문자, 주유취급소의 '주유중 엔진정지'는 황색 바탕에 흑색 문자, 이동탱크저장소의 '위험물' 표지는 흑색 바탕에 황색 반사도료다. 제6류 위험물에는 따로 주의사항 게시판을 세우지 않는다.

(1) $\mathrm{P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2}$

(2) $\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}$

(3) $\mathrm{P_4S_7 + 12O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 7SO_2}$

[해설]

황화인은 제2류 위험물(가연성 고체)이며 지정수량은 100 kg, 위험등급은 II다. 분자를 이루는 원소가 인(P)과 황(S)뿐이므로 무엇을 태우든 생성물은 두 가지로 정해진다. 인은 오산화인 $\mathrm{P_2O_5}$, 황은 이산화황 $\mathrm{SO_2}$ 다.

계수는 인 → 황 → 산소 차례로 맞춘다. $\mathrm{P_2O_5}$ 한 분자가 인 2개를 가져가므로 인의 개수를 짝수로 만드는 것이 첫걸음이다.

(1) 삼황화인 $\mathrm{P_4S_3}$ — 인 4개는 $\mathrm{2P_2O_5}$, 황 3개는 $\mathrm{3SO_2}$ 가 되고 우변 산소가 $10 + 6 = 16$ 개이므로 좌변은 $\mathrm{8O_2}$ 다.
$\mathrm{P_4S_3 + 8O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 3SO_2}$

(2) 오황화인 $\mathrm{P_2S_5}$ — 인이 2개뿐이라 분자 2개를 잡아 인을 4개로 만든다. 황 10개는 $\mathrm{10SO_2}$, 우변 산소는 $10 + 20 = 30$ 개이므로 좌변은 $\mathrm{15O_2}$ 다.
$\mathrm{2P_2S_5 + 15O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 10SO_2}$

(3) 칠황화인 $\mathrm{P_4S_7}$ — 인 4개는 $\mathrm{2P_2O_5}$, 황 7개는 $\mathrm{7SO_2}$ 가 되고 우변 산소가 $10 + 14 = 24$ 개이므로 좌변은 $\mathrm{12O_2}$ 다.
$\mathrm{P_4S_7 + 12O_2 \rightarrow 2P_2O_5 + 7SO_2}$

세 가지 모두 연소하면 자극성·유독성이 강한 이산화황을 내놓는다. 오황화인·칠황화인은 물이나 알칼리와 반응해 황화수소 $\mathrm{H_2S}$ 와 인산 $\mathrm{H_3PO_4}$ 를 만들지만 삼황화인은 물에 녹지 않아 그런 반응을 하지 않는다. 화재 시에는 마른모래·이산화탄소로 질식소화한다.

① 건성유

② 건성유

③ 반건성유

④ 불건성유

⑤ 건성유

[해설]

아이오딘값은 유지 100 g 에 붙는 아이오딘의 g 수로, 분자 안에 이중결합이 얼마나 많은지(불포화도가 얼마나 큰지)를 나타내는 값이다. 이중결합이 많을수록 공기 중 산소와 잘 결합해 굳으므로, 아이오딘값이 크면 건성유가 된다.

건성유가 위험한 것은 자연발화 때문이다. 기름이 묻은 헝겊이나 톱밥을 뭉쳐 두면 산화열이 빠져나가지 못하고 안쪽에 쌓여 스스로 불이 붙는다. 그래서 동식물유류는 헝겊·종이 등에 스며든 채로 쌓아 두지 않아야 하고, 통풍이 잘되는 곳에 보관해야 한다.

동식물유류는 1기압에서 인화점이 250 ℃ 미만인 것을 말하며, 제4류 위험물 가운데 지정수량이 10,000 L 로 가장 크고 위험등급은 III 이다.