18-2(제64회)분자량이 138.5인 제1류 위험물에 대하여 다음 물… | 2018년 위험물기능장실기(필답형) 제64회 기출문제 상세 페이지

㉮ 50kg

㉯ $\mathrm{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2}$

㉰ 약 362.09 L

[해설]

① 물질의 확인

분자량 138.5는 과염소산칼륨 $\mathrm{KClO_4}$ 이다($39 + 35.5 + 16 \times 4 = 138.5$). 제1류 위험물의 과염소산염류에 속하고 위험등급 Ⅰ, 지정수량은 50kg이다.

② 분해 온도 — 개시와 완전분해를 구분할 것

과염소산칼륨은 약 400℃에서 분해가 시작되고, 610℃에서 완전분해하여 염화칼륨과 산소가 된다. 이 문항이 요구하는 것은 완전분해이므로 대입할 온도는 610℃다. 400℃는 분해가 시작되는 온도일 뿐이어서 산소 4몰이 전부 나온다는 전제와 맞지 않는다. 일부 교재가 400℃를 '융점'으로 싣고 그 온도로 계산해 276.10L를 답으로 두고 있으나, 과염소산칼륨의 융점은 610℃이고 400℃는 분해 개시 온도다.

$\mathrm{KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2 \uparrow}$

③ 발생 산소의 양

$n_{\mathrm{KClO_4}} = \dfrac{277}{138.5} = 2\,\mathrm{mol}$ 이므로 산소는 $2 \times 2 = 4\,\mathrm{mol}$, 질량으로는

$w = 4 \times 32 = 128\,\mathrm{g}$

④ 부피

$V = \dfrac{wRT}{PM} = \dfrac{128 \times 0.082 \times (610+273.15)}{0.8 \times 32} = \mathbf{362.09}\,\mathrm{L}$

표준상태가 아니라 0.8atm·610℃라는 조건이 주어졌으므로 22.4L/mol을 쓰면 안 되고 이상기체 상태방정식으로 풀어야 한다.