2019년 위험물기능사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 4 m

(2) 제2류 위험물 중 인화성 고체

[해설]

윤활유는 제4류 위험물 가운데 제4석유류에 해당한다. 옥내저장소·옥외저장소에서 용기를 겹쳐 쌓을 때의 높이 제한은 무엇을 담은 용기인가에 따라 갈린다.

유별을 달리하는 위험물은 원칙적으로 같은 저장소에 저장할 수 없다. 다만 유별로 정리해 모아 두고 서로 1 m 이상 간격을 두면 예외로 함께 저장할 수 있는데, 제4류 위험물과 짝이 되는 대표적인 것이 제2류 위험물 중 인화성 고체다.

(1) pH 9 정도의 물

(2) 포스핀($\mathrm{PH_3}$)

(3) 20 kg

[해설]

황린은 제3류 위험물 가운데 자연발화성 물질이며, 발화점이 약 34 ℃로 낮아 공기와 차단해 물속에 저장한다.

• 보호액은 pH 9 정도의 약알칼리성 물이다. 산성이면 부식되고 강알칼리이면 포스핀이 생기므로 이 범위로 맞춘다.
• 수산화칼륨과 반응하면 맹독성 포스핀(PH₃)이 나온다.
  P₄ + 3KOH + 3H₂O → PH₃ + 3KH₂PO₂
• 지정수량은 20 kg이며 위험등급은 Ⅰ이다.

혼동 주의: 같은 제3류인 칼륨·나트륨은 석유(등유) 속에 저장하고, 황린만 물속에 저장한다.

3.2 mm 이상

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 옥외저장탱크의 본체는 두께 3.2 mm 이상의 강철판이나 이와 같은 정도 이상의 기계적 성질을 가진 재료로 만든다.

특정 옥외저장탱크(100만 L 이상)와 준특정 옥외저장탱크(50만 L 이상 100만 L 미만)는 규모가 커서 별도의 구조 기준을 따른다. 그래서 이 기준에서 제외된다.

외우는 요령: 옥내저장탱크·지하저장탱크·이동저장탱크도 강철판 두께 기준은 모두 3.2 mm 이상으로 같다.

(1) 유지 100 g에 흡수되는 아이오딘의 g수

(2) 아마인유, 동유, 해바라기유

[해설]

아이오딘은 이중결합에 달라붙으므로, 흡수된 아이오딘의 양은 곧 그 유지가 얼마나 불포화되었는지를 말해 준다. 아이오딘값이 클수록 이중결합이 많고 공기 중에서 산화되기 쉽다.

건성유는 산화되면서 열을 내는데, 헝겊이나 종이에 스며든 채 쌓여 있으면 그 열이 빠져나가지 못해 자연발화로 이어질 수 있다. 동식물유류는 제4류 위험물이며 지정수량은 10,000 L다.

$450\,\mathrm{cm^2}$ 이상

[해설]

제조소의 환기설비는 자연배기방식으로 하고, 급기구는 바닥면적 $150\,\mathrm{m^2}$ 마다 1개 이상 두되 그 크기를 $800\,\mathrm{cm^2}$ 이상으로 한다. 다만 바닥면적이 $150\,\mathrm{m^2}$ 미만이면 다음과 같이 줄여 준다.

바닥면적 $100\,\mathrm{m^2}$ 는 '$90\,\mathrm{m^2}$ 이상 $120\,\mathrm{m^2}$ 미만' 구간에 들어가므로 급기구의 면적은 $450\,\mathrm{cm^2}$ 이상이어야 한다.

급기구는 낮은 곳에 설치하고 가는 눈의 구리망 등으로 인화방지망을 씌우며, 환기구는 지붕 위 또는 지상 2 m 이상 높이에 회전식 고정벤틸레이터나 루프팬 방식으로 설치한다.

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

[해설]

칼슘은 제3류 위험물(금수성 물질)이며, 물과 반응해 수산화칼슘과 수소를 만든다.
Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

비커에서 올라온 기포는 수소 기체이고, 온도계 눈금이 오른 것은 반응하면서 열이 나기 때문이다(발열반응). 그래서 칼슘 화재에는 물을 뿌리면 안 되고, 마른모래 등으로 덮어 공기를 차단해 끈다.

① 주유취급소

② 판매취급소

③ 이송취급소

④ 일반취급소

[해설]

제조소등은 제조소·저장소·취급소를 아우르는 말이고, 이 가운데 취급소는 지정수량 이상의 위험물을 제조 외의 목적으로 취급하기 위해 허가를 받은 장소다.

참고로 저장소는 옥내저장소, 옥외저장소, 옥내탱크저장소, 옥외탱크저장소, 지하탱크저장소, 간이탱크저장소, 이동탱크저장소, 암반탱크저장소의 8가지로 나뉜다.

(1) 이산화황(아황산가스)

(2) $\mathrm{P_2O_5}$

[해설]

황과 적린은 모두 제2류 위험물(가연성 고체)로, 공기 중에서 타면 산소와 결합한 산화물이 된다.

황은 푸른 불꽃을 내며 타고 자극성 유독가스인 이산화황(SO₂)을 낸다.
S + O₂ → SO₂

적린이 탈 때 나는 흰 연기가 오산화인(P₂O₅)이다.
4P + 5O₂ → 2P₂O₅

혼동 주의: 황린도 같은 인으로 되어 있어 타면 똑같이 오산화인이 된다.

(1) 할론 1301

(2) 할론 1211

(3) 할론 2402

[해설]

할론 번호는 C·F·Cl·Br 순서로 각 원자 수를 적은 것이다. 수소는 번호에 넣지 않는다.

• CF₃Br은 C 1, F 3, Cl 0, Br 1이라 할론 1301이다.
• CF₂ClBr은 C 1, F 2, Cl 1, Br 1이라 할론 1211이다.
• C₂F₄Br₂는 C 2, F 4, Cl 0, Br 2라 할론 2402이다.

혼동 주의: 염소가 없으면 셋째 자리를 0으로 채워야 하며, 이를 빠뜨려 131·242처럼 쓰지 않는다.

① 황화인

② 적린

[해설]

제2류 위험물(가연성 고체)의 품명과 지정수량은 다음과 같다.

지정수량이 100 kg인 품명은 황화인·적린·황 세 가지이므로, 이 가운데 두 가지를 쓰면 된다. 황은 순도가 60 wt% 이상인 것만 위험물로 보고, 철분은 53 μm 표준체를 통과하는 것이 50 wt% 이상인 것만 해당한다.

2.69

[해설]

증기비중은 그 증기가 공기보다 무거운지 가벼운지를 나타내는 값으로, 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나누어 구한다.

$\text{증기비중} = \dfrac{\text{분자량}}{29}$

벤젠의 분자식은 $\mathrm{C_6H_6}$ 이므로 분자량은 $12 \times 6 + 1 \times 6 = 78$ 이다.

$\dfrac{78}{29} = 2.689 \approx 2.69$

따라서 벤젠의 증기비중은 2.69이다. 1보다 크므로 벤젠 증기는 공기보다 무거워 바닥이나 웅덩이 같은 낮은 곳에 고이며, 이 때문에 점화원 관리와 환기구 위치가 중요해진다.

① 위험물의 품명·위험등급·화학명 및 수용성

② 위험물의 수량

③ 수납하는 위험물에 따른 주의사항

[해설]

운반용기 외부 표시사항은 위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 적재방법 기준에 규정돼 있다. 일반적인 운반용기라면 위험물의 품명·위험등급·화학명 및 수용성('수용성'은 제4류 위험물 중 수용성인 것에만 표시한다), 위험물의 수량, 수납하는 위험물에 따른 주의사항 세 가지를 표시한다.

이 가운데 주의사항은 유별에 따라 다음과 같이 갈린다.

한편 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 운반용기에는 위 사항에 더해 운반용기의 제조연월과 제조자의 명칭, 겹쳐쌓기시험하중, 용기의 종류에 따른 중량(최대총중량 등)을 추가로 표시한다. 일부 교재는 이 추가 표시사항을 이 문항의 정답으로 싣고 있으나, 발문에 '기계에 의하여 하역하는 구조'라는 한정이 없으므로 일반 운반용기의 표시사항을 답해야 한다.

① 5

② 3

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 10의 이동탱크저장소 상치장소 기준이다. 상치장소는 탱크로리를 세워 두는 곳을 말한다.

옥외 상치장소는 화기 취급 장소나 인근 건축물로부터 5 m 이상 떨어져야 한다. 인근 건축물이 1층이면 불이 번질 여지가 적어 3 m 이상으로 완화된다.

혼동 주의: 옥내 상치장소는 거리 대신 벽·바닥·보·지붕이 내화구조 또는 불연재료인 건축물의 1층에 두도록 정한다.

(1) 벤젠 고리의 1번 위치에 $\mathrm{CH_3}$, 2·4·6번 위치에 $\mathrm{NO_2}$ 가 붙은 구조 — $\mathrm{C_6H_2(NO_2)_3CH_3}$

(2) 벤젠 고리의 1번 위치에 $\mathrm{OH}$, 2·4·6번 위치에 $\mathrm{NO_2}$ 가 붙은 구조 — $\mathrm{C_6H_2(NO_2)_3OH}$

[해설]

(2) 트라이나이트로페놀(피크르산)

트라이나이트로톨루엔은 톨루엔을, 트라이나이트로페놀은 페놀을 각각 진한 질산과 진한 황산의 혼산으로 나이트로화하여 얻는다. 두 물질 모두 벤젠 고리의 2·4·6번 위치에 나이트로기($\mathrm{NO_2}$) 3개가 치환된 점은 같고, 1번 위치의 치환기가 메틸기($\mathrm{CH_3}$)인지 하이드록시기($\mathrm{OH}$)인지만 다르다.

TNT는 담황색 침상결정으로 물에 녹지 않고 비교적 둔감하지만, 피크르산은 쓴맛이 나는 황색 결정이며 금속과 반응해 충격에 매우 예민한 금속염을 만들기 때문에 철·구리 용기를 피하고 물에 적신 상태(습면)로 저장한다. 둘 다 제5류 위험물 중 나이트로화합물에 속한다.

글리세린을 진한 질산과 진한 황산의 혼산에 넣어 나이트로화시켜 만든다.

[해설]

나이트로글리세린은 제5류 위험물 질산에스터류로, 글리세린의 하이드록시기 3개를 나이트로화해 만든다.

원료 글리세린에 진한 질산과 진한 황산의 혼산을 작용시킨다. 질산은 나이트로기를 공급하고, 황산은 생성되는 물을 빼앗는 탈수제 겸 촉매 역할을 한다.

반응식은 다음과 같다.
C₃H₅(OH)₃ + 3HNO₃ → C₃H₅(ONO₂)₃ + 3H₂O

0.1 m 이상

[해설]

판매취급소는 위험물을 용기에 담은 채로 파는 곳인데, 필요하면 위험물을 섞는 배합실을 둘 수 있다. 배합실은 다음 기준을 지켜야 한다.

① 바닥면적은 $6\,\mathrm{m^2}$ 이상 $15\,\mathrm{m^2}$ 이하로 할 것
② 내화구조 또는 불연재료로 된 벽으로 구획할 것
③ 바닥은 위험물이 스며들지 않는 재료로 하고 적당한 경사를 두어 집유설비를 설치할 것
④ 출입구에는 수시로 열 수 있는 자동폐쇄식 방화문을 설치할 것
⑤ 출입구 문턱의 높이는 바닥면으로부터 0.1 m 이상으로 할 것
⑥ 내부에 체류한 가연성 증기나 미분을 지붕 위로 배출하는 설비를 갖출 것

문턱을 두는 이유는 배합 중 흘린 위험물이 실 밖으로 퍼지지 않도록 가두어 두기 위해서다. ③의 집유설비와 함께 유출 방지를 위한 장치로 묶어 기억하면 된다.

6단위

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에 따라 저장소 건축물은 외벽이 내화구조가 아니면 연면적 75 m²가 1소요단위다.

소요단위 = 연면적 ÷ 1소요단위 면적
= 450 ÷ 75
= 6단위

혼동 주의: 제조소·취급소는 내화 100 m², 비내화 50 m²이고 저장소는 내화 150 m², 비내화 75 m²이다. 제4류라는 조건은 건축물 소요단위 계산에 쓰이지 않는다.

① 인산

② 요산

[해설]

과산화수소는 빛, 열, 금속이온이 닿으면 분해되어 산소를 내므로 분해방지 안정제를 소량 넣는다.

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

• 인산(H₃PO₄) — 분해를 촉진하는 금속이온의 작용을 막아 분해를 억제한다.
• 요산(C₅H₄N₄O₃) — 분해 반응을 늦추는 안정제로 쓰인다.

혼동 주의: 안정제는 '요소'가 아니라 요산이며, 보관 용기에는 생긴 산소가 빠져나가도록 구멍 뚫린 마개를 쓴다.

(1) 1.5 m 이상

(2) 지정수량 300 kg, 비중이 1.49 이상인 것

[해설]

옥외탱크저장소의 보유공지는 저장·취급하는 위험물의 최대수량이 지정수량의 몇 배인가에 따라 정해진다.

500배는 '500배 이하' 구간이므로 표에 따르면 3 m 이상이다. 그런데 질산은 제6류 위험물이고, 제6류 위험물의 옥외탱크저장소는 표에서 구한 너비의 $\dfrac{1}{3}$ 이상으로 줄일 수 있되 1.5 m 미만으로는 할 수 없다.

$3\,\mathrm{m} \times \dfrac{1}{3} = 1\,\mathrm{m} \lt 1.5\,\mathrm{m}$

계산값이 하한선보다 작으므로 보유공지는 1.5 m 이상이 된다.

질산의 지정수량은 300 kg이며, 제6류 위험물로 규제받는 것은 비중이 1.49 이상인 것뿐이다. 묽은 질산은 위험물에 해당하지 않는다.

$\mathrm{4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C}$

[해설]

칼륨은 제3류 위험물(금수성 물질)로 반응성이 커서 이산화탄소에서도 산소를 빼앗아 탄산칼륨(K₂CO₃)과 탄소를 만든다.

4K + 3CO₂ → 2K₂CO₃ + C

그래서 칼륨 화재에 이산화탄소 소화약제를 쓰면 오히려 반응이 격렬해진다. 물과도 반응해 수소를 내므로 마른모래·팽창질석으로 덮어 질식소화한다.