18-1(제63회)나이트로글리세린 454g이 완전히 분해할 때 발생하는… | 2018년 위험물기능장실기(필답형) 제63회 기출문제 상세 페이지

약 562.74 L

[해설]

① 분해반응식

$\mathrm{4C_3H_5(ONO_2)_3 \rightarrow 12CO_2 + 10H_2O + 6N_2 + O_2}$

나이트로글리세린 4몰이 분해하면 기체가 $12 + 10 + 6 + 1 = 29$몰 생긴다. 200℃는 물의 비점보다 훨씬 높으므로 물도 수증기로서 기체에 포함시켜야 한다. 물을 빼고 19몰로 계산하면 틀린다.

② 발생 기체의 몰수

나이트로글리세린 $\mathrm{C_3H_5(ONO_2)_3}$의 분자량은 $12\times3 + 1\times5 + 14\times3 + 16\times9 = 227$이다.

$n = \dfrac{454}{227} \times \dfrac{29}{4} = 2 \times 7.25 = 14.5\ \mathrm{mol}$

③ 이상기체 상태방정식

$V = \dfrac{nRT}{P} = \dfrac{14.5 \times 0.08205 \times (200 + 273)}{1} = \mathbf{562.74}\ \mathrm{L}$

기체상수를 $0.082$로, 절대온도를 $273.15$를 더해 잡으면 562.57L, $0.082$와 273으로 잡으면 562.40L가 되어 소수점 아래에서만 값이 조금 달라진다. 어느 쪽이든 정답으로 인정되므로, 유효숫자를 다투기보다 기체 29몰 / 나이트로글리세린 4몰이라는 비율을 정확히 세우는 것이 채점의 핵심이다.

나이트로글리세린은 제5류 위험물 중 질산에스터류로, 규조토에 흡수시킨 것이 다이너마이트다. 상온에서 액체이며 겨울에 얼면 충격에 더 민감해진다.