25-2(제78회)탄산수소나트륨은 제1종 분말소화약제로 쓰인다. 물음에… | 2025년 위험물기능장실기(필답형) 제78회 기출문제 상세 페이지

㉮ $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2O + 2CO_2 + H_2O$

㉯ 97.8$\,\mathrm{m^3}$

[해설]

㉮ 온도가 식을 고른다. 탄산수소나트륨은 온도에 따라 분해 단계가 다르다.

· 1차 분해(약 270[℃]) : $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O$

· 2차 분해(약 850[℃]) : $2NaHCO_3 \rightarrow Na_2O + 2CO_2 + H_2O$

1차에서 남은 탄산나트륨이 더 가열되면 $Na_2CO_3 \rightarrow Na_2O + CO_2$ 로 한 번 더 깨지므로, 850[℃]에서는 결국 탄산수소나트륨 2몰당 이산화탄소 2몰이 나온다. 여기서 1차 분해식을 쓰면 이산화탄소가 절반으로 줄어 답이 완전히 달라진다.

㉯ 몰수 → 표준상태 부피 → 온도 보정 순으로 간다.

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

$\dfrac{336\,\mathrm{kg}}{84\,\mathrm{kg/kmol}} = 4\,\mathrm{kmol}$

㉮의 식에서 $NaHCO_3 : CO_2 = 2 : 2 = 1 : 1$ 이므로 이산화탄소도 4[kmol]이고, 표준상태(0[℃]) 부피는

$4 \times 22.4 = 89.6\,\mathrm{m^3}$

문제의 조건은 25[℃]이므로 샤를의 법칙으로 온도를 보정한다.

$V = 89.6 \times \dfrac{273 + 25}{273} = \mathbf{97.8}\,\mathrm{m^3}$

1기압 조건은 표준상태와 같으므로 압력 보정은 필요 없다. 제1종 분말소화약제는 백색으로 착색하며, 열분해로 생긴 이산화탄소·수증기가 질식효과를, 나트륨 이온이 연쇄반응 억제(부촉매)효과를 낸다.