16-1(제59회)나이트로글리세린 500[g]이 부피 320[mL]인 … | 2016년 위험물기능장실기(필답형) 제59회 기출문제 상세 페이지

약 5,212.69[atm]

[해설]

① 분해반응식으로 기체 몰수를 잡는다.

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

나이트로글리세린 4[mol]이 분해하면 생성기체는 $12 + 10 + 6 + 1 = 29$[mol]이 된다. 1,000[℃]에서는 물도 수증기이므로 기체 몰수에 포함시켜야 한다.

② 500[g]에서 나오는 기체의 몰수

$n = \dfrac{500\,\mathrm{g}}{227\,\mathrm{g/mol}} \times \dfrac{29}{4} = 15.97\,\mathrm{mol}$

③ 이상기체 상태방정식에 대입

$PV = nRT \;\Rightarrow\; P = \dfrac{nRT}{V}$

$P = \dfrac{15.97 \times 0.08205 \times (273 + 1{,}000)}{0.32} = 5{,}212.69\,\mathrm{atm}$

부피는 320[mL] = 0.32[L]로, 온도는 절대온도 1,273[K]로 반드시 바꿔서 넣어야 한다. 기체상수를 0.082로 두면 5,209.24[atm]이 나오는데, 이는 상수의 유효숫자 차이일 뿐이므로 5,209~5,213[atm] 범위의 값은 모두 정답으로 본다.

320[mL]라는 좁은 공간에서 수천 기압이 만들어진다는 계산 결과가 곧 나이트로글리세린이 제5류 위험물(자기반응성 물질)로 분류되는 이유다. 분자 안에 산소를 지니고 있어 외부 산소 없이도 순간적으로 대량의 기체를 뿜어낸다.