제4류 위험물 중 알코올류에 해당하는 메탄올에 대하여 다음 물음에 답하… | 2015년 위험물기능장실기(필답형) 제57회 기출문제 상세 페이지

(1) $2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O$

(2) 300[kg]

[해설]

(1) 연소반응식 세우기

메탄올 $CH_3OH$는 탄소 1, 수소 4, 산소 1이다. 탄소 1개는 $CO_2$ 1개, 수소 4개는 $H_2O$ 2개가 되므로 $CH_3OH + 1.5O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$이고, 계수를 정수로 만들기 위해 전체에 2를 곱한다.

$2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O$

산소 계수가 1.5가 되는 것은 메탄올이 이미 산소 원자 1개를 가지고 있기 때문이다.

(2) 이론산소량

메탄올의 분자량은 $12 + 1 \times 4 + 16 = 32$이므로

$\dfrac{200\,\mathrm{kg}}{32\,\mathrm{kg/kmol}} = 6.25\,\mathrm{kmol}$

반응식에서 $CH_3OH : O_2 = 2 : 3$이므로 필요한 산소는

$6.25 \times \dfrac{3}{2} = 9.375\,\mathrm{kmol}$

산소의 분자량은 32이므로

$9.375 \times 32 = \mathbf{300}\,\mathrm{kg}$

메탄올과 산소의 분자량이 둘 다 32라서, 결국 메탄올 질량의 1.5배가 그대로 이론산소량이 된다. 부피(표준상태)를 물었다면 $9.375 \times 22.4 = 210\,\mathrm{m^3}$가 되므로, 요구 단위가 [kg]인지 $\mathrm{m^3}$인지에 따라 답이 300과 210으로 갈린다. 발문의 단위를 반드시 확인해야 한다.

메탄올은 제4류 위험물 「알코올류」로 인화점 11[℃], 연소 시 불꽃이 거의 보이지 않아 화재 발견이 늦어지는 것이 특징이며, 독성이 있어 소량으로도 실명을 일으킨다.