24-4제3류 위험물인 나트륨에 관하여 다음 물음에 답하시오.(1) 물… | 2024년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

(1) $\mathrm{2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2}$

(2) 가연성 가스인 수소가 발생하고 반응열까지 더해져 폭발할 위험이 있다.

[해설]

나트륨은 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)로 지정수량은 10 kg, 위험등급은 $\mathrm{I}$ 이다. 알칼리금속이라 전자를 아주 쉽게 내주기 때문에 물과 만나면 곧바로 반응해 수산화나트륨과 수소가 된다.

$\mathrm{2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2}$

계수를 빠뜨리기 쉬운 식이다. 수소 원자 수를 맞추려면 양쪽에 2를 붙여야 하므로, $\mathrm{Na + H_2O \rightarrow NaOH + H_2}$ 로 적으면 균형이 맞지 않는 잘못된 식이 된다.

위험한 이유는 두 가지가 겹치기 때문이다.

· 나오는 기체가 가연성 가스인 수소다. 수소의 연소범위는 $4 \sim 75\ \%$ 로 넓어 공기와 조금만 섞여도 폭발성 혼합기가 된다.

· 이 반응은 발열반응이라 그 열만으로도 발생한 수소에 불이 붙는다. 그래서 물을 뿌리는 순간 불꽃이 튀고 폭발로 이어진다.

연소할 때는 노란 불꽃을 내며 산화나트륨이 된다.

$\mathrm{4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O}$

공기 중의 산소 · 수분과 곧바로 반응하므로 석유(등유) · 경유 · 유동파라핀 속에 담가 보관한다. 이때 나트륨이 완전히 잠기도록 해야 하며, 노출된 윗부분이 있으면 그 자리에서 산화가 시작된다. 소화에는 물 · 포 · 이산화탄소 · 할로젠화합물 모두 쓸 수 없고, 마른모래 · 팽창질석 · 팽창진주암 또는 탄산수소염류 분말로 덮어 끈다.

같은 알칼리금속인 칼륨(지정수량 10 kg)도 $\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}$ 로 똑같이 반응하며, 반응성은 칼륨이 더 세다.