23-1(제73회)은백색 광택을 내는 원자량 27의 금속으로, 상온의 … | 2023년 위험물기능장실기(필답형) 제73회 기출문제 상세 페이지

(1) $2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2$

(2) 34.56[L]

[해설]

은백색 광택, 원자량 27, 표면에 치밀한 산화피막(Al₂O₃)을 만들어 내부를 보호하는 제2류 위험물은 알루미늄분(금속분, 지정수량 500[kg], 위험등급 Ⅲ)이다.

(1) 알루미늄은 물과 반응해 수산화알루미늄과 수소를 발생시킨다. $2Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2$

(2) 반응식에서 Al 2몰($2 \times 27 = 54\,\mathrm{g}$)이 H₂ 3몰($3 \times 2 = 6\,\mathrm{g}$)을 만든다. 따라서 Al 50[g]이 만드는 수소의 질량은

$w = 50 \times \dfrac{3 \times 2}{2 \times 27} = 5.56\,\mathrm{g}$

이상기체 상태방정식 $PV = nRT = \dfrac{w}{M}RT$ 에서 $V = \dfrac{wRT}{PM}$ 이므로, $R = 0.08205\,\mathrm{atm \cdot L/(mol \cdot K)}$, $T = 273 + 30 = 303\,\mathrm{K}$, $P = 2\,\mathrm{atm}$, $M = 2\,\mathrm{g/mol}$ 을 대입하면

$V = \dfrac{5.56 \times 0.08205 \times 303}{2 \times 2} = 34.56\,\mathrm{L}$

따라서 34.56[L]이다. 기체상수를 0.082, 절대온도를 303.15[K]로 잡으면 34.55[L]가 나오는데, 이는 유효숫자 처리 차이일 뿐 조건이 다른 것이 아니다.

알루미늄분은 수소를 발생시키므로 물·산·알칼리와의 접촉을 피하고, 화재 시에는 마른모래 등으로 질식소화한다.