23-4제3류 위험물인 탄화칼슘에 관하여 다음 물음에 답하시오.(1) … | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

(1) $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$

(2) 아세틸렌, 2.5 ~ 81 %

(3) $\mathrm{2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O}$

[해설]

탄화칼슘은 흔히 카바이드라 부르는 회백색 덩어리로, 제3류 위험물 중 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물에 속하고 지정수량은 300 kg 이다. 물과 만나면 수산화칼슘과 아세틸렌으로 갈라지면서 열을 낸다.

$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$

양변의 원자 수를 세어 보면 칼슘 1개, 탄소 2개, 수소 4개, 산소 2개로 균형이 맞는다. 이때 나오는 아세틸렌($\mathrm{C_2H_2}$)은 연소범위가 2.5 ~ 81 % 로 대단히 넓어 조금만 새어도 폭발 위험이 크다.

아세틸렌의 완전연소는 탄소가 이산화탄소로, 수소가 물로 바뀌는 반응이다. $\mathrm{C_2H_2}$ 2몰을 기준으로 잡으면 탄소 4개는 $\mathrm{4CO_2}$, 수소 4개는 $\mathrm{2H_2O}$ 가 되고 오른쪽 산소가 10개이므로 왼쪽에 $\mathrm{5O_2}$ 를 놓으면 된다.

$\mathrm{2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O}$

탄화칼슘은 저장할 때 물기를 철저히 막고 용기 안에 질소 등 불연성 가스를 채워 둔다. 또 아세틸렌은 구리 · 은 · 수은과 닿으면 폭발성 금속아세틸라이드를 만들므로 관련 설비에 이들 금속을 쓰지 않는다. 화재 시 물은 금물이며 마른모래나 탄산수소염류 분말소화약제로 질식소화한다.