24-1(제75회)탄화칼슘 100kg이 물과 반응할 때 발생하는 가스에… | 2024년 위험물기능장실기(필답형) 제75회 기출문제 상세 페이지

㉮ 47.79m³

㉯ 31.4

[해설]

① 반응식과 생성량

$CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2$

탄화칼슘(카바이드)은 제3류 위험물(칼슘 또는 알루미늄의 탄화물)로, 물과 반응해 아세틸렌($C_2H_2$)을 낸다. 분자량은 $CaC_2 = 64$, $C_2H_2 = 26$이므로

$64 : 26 = 100 : x \quad \Rightarrow \quad x = \dfrac{100 \times 26}{64} = 40.6\ \mathrm{kg}$

② 부피

$V = \dfrac{WRT}{PM} = \dfrac{40.6 \times 0.08205 \times (273 + 100)}{1 \times 26} = \mathbf{47.79\ \mathrm{m^3}}$

질량을 kg, 부피를 m³으로 쓰면 기체상수 0.08205를 그대로 대입할 수 있다. 표준상태 부피 35m³을 구한 뒤 샤를의 법칙으로 373K까지 늘려도 같은 값(약 47.8m³)이 나온다.

③ 위험도

위험도는 폭발범위가 넓고 하한이 낮을수록 커진다. 아세틸렌의 폭발범위는 2.5~81%이므로

$H = \dfrac{U - L}{L} = \dfrac{81 - 2.5}{2.5} = \mathbf{31.4}$

아세틸렌의 위험도 31.4는 흔히 쓰이는 가연성 가스 중 가장 높은 축에 든다. 문제에 상한값 81%만 주어지므로 하한값 2.5%는 외우고 있어야 한다.