24-1나이트로글리세린은 제5류 위험물이다. 이 물질에 관하여 아래 물… | 2024년 위험물기능사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(1) 탄소 3개가 사슬로 이어지고, 각 탄소에 질산에스터 결합($\mathrm{-ONO_2}$)이 하나씩 붙은 구조 — $\mathrm{CH_2(ONO_2)-CH(ONO_2)-CH_2(ONO_2)}$

(2) 질산에스터류

(3) $4\mathrm{C_3H_5(ONO_2)_3} \rightarrow 12\mathrm{CO_2} + 10\mathrm{H_2O} + 6\mathrm{N_2} + \mathrm{O_2}$

[해설]

나이트로글리세린은 글리세린($\mathrm{C_3H_5(OH)_3}$)을 진한 질산과 진한 황산의 혼산으로 처리해 만든다. 글리세린이 가진 하이드록시기 3개가 모두 질산과 에스터 결합을 이루어 $\mathrm{-ONO_2}$로 바뀐 것이므로, 구조식은 탄소 3개 사슬의 각 탄소에 $\mathrm{-ONO_2}$가 하나씩 달린 모양이 된다.

이름에 “나이트로”가 들어가지만 나이트로화합물이 아니라 질산에스터류다. 나이트로기($\mathrm{-NO_2}$)가 탄소에 직접 붙으면 나이트로화합물이고, 산소를 사이에 두고 붙으면($\mathrm{-O-NO_2}$) 질산에스터류다. 나이트로글리세린은 후자이므로 질산에스터류이며, 같은 무리에 나이트로셀룰로스·나이트로글리콜·질산메틸·질산에틸이 있다. 제5류 위험물이므로 지정수량은 자기반응성 시험 결과에 따라 제1종 10 kg 또는 제2종 100 kg으로 정해진다.

분해반응식은 계수를 4로 잡아야 정수로 떨어진다. 좌변 4분자 안의 원자 수는 C 12개, H 20개, N 12개, O 36개다.

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

우변을 세어 보면 C는 12개, H는 20개, N은 12개이고 O는 $24 + 10 + 2 = 36$개로 좌변과 딱 맞는다. 산소가 남아돌아 $\mathrm{O_2}$까지 나온다는 것은 이 분자가 스스로 완전연소하고도 산소가 남을 만큼 산소를 품고 있다는 뜻이다. 제5류 위험물이 공기가 없어도 자기연소하고, 질식소화가 듣지 않아 다량의 물로 냉각소화해야 하는 까닭이 여기에 있다.

액체 1몰(227 g)이 분해되면서 순식간에 다량의 기체로 바뀌므로 폭굉이 일어난다. 무색 투명한 기름 모양 액체이며 충격·마찰에 매우 예민하고, 겨울에 얼면 오히려 더 위험해진다. 규조토에 흡수시켜 안정화한 것이 다이너마이트다.