19-2(제66회)분해온도가 400℃, 비중이 2.1이고 물과 글리세린… | 2019년 위험물기능장실기(필답형) 제66회 기출문제 상세 페이지

(1) $\mathrm{KNO_3}$

(2) 300kg

(3) 위험등급 II

(4) 약 55.22L

[해설]

분해온도 400℃, 비중 2.1, 흑색화약의 원료라는 세 단서가 함께 가리키는 물질은 질산칼륨(초석)이다. 제1류 위험물 질산염류에 속하므로 지정수량은 300kg, 위험등급은 II다. 흑색화약은 질산칼륨 75%·숯 15%·황 10%의 배합으로, 질산칼륨이 산소공급원 노릇을 한다.

① 분해반응식

$\mathrm{2KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2}$

② 산소의 몰수

질산칼륨의 분자량은 $39 + 14 + 16 \times 3 = 101$이므로

$n(\mathrm{KNO_3}) = \dfrac{202}{101} = 2\,\mathrm{mol}$, 반응식에서 $\mathrm{KNO_3}$ 2몰당 $\mathrm{O_2}$ 1몰이므로 $n(\mathrm{O_2}) = 1\,\mathrm{mol}$

③ 부피

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{1 \times 0.08205 \times (273+400)}{1} = \mathbf{55.22}\,\mathrm{L}$

표준상태 부피에서 출발해도 같다. $1\,\mathrm{mol} \times 22.4 = 22.4\,\mathrm{L}$를 샤를의 법칙으로 보정하면 $22.4 \times \dfrac{673}{273} = 55.2\,\mathrm{L}$이다. 일부 교재는 절대영도를 273.15로 잡아 55.20L로 싣는데, 이는 기체상수·절대영도의 상수 채택 차이일 뿐 계산이 다른 것이 아니다(차이 0.03%).

비중 2.1과 「물·글리세린에 녹는다」는 물질을 특정하기 위한 단서이며 부피 계산에는 쓰이지 않는다.