23-4담황색 주상결정으로 폭발성이 있는 고체이며, 오래 보관하면 햇빛… | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

(1) 트라이나이트로톨루엔 — 벤젠 고리의 1번 자리에 $\mathrm{CH_3}$, 2 · 4 · 6번 자리에 $\mathrm{NO_2}$ 가 각각 결합한 구조

(2) $\mathrm{2C_6H_2CH_3(NO_2)_3 \rightarrow 12CO + 2C + 3N_2 + 5H_2}$

[해설]

담황색 주상결정 · 폭발성 고체 · 햇빛에 다갈색으로 변색이라는 세 가지가 곧바로 트라이나이트로톨루엔(TNT)을 가리킨다. 분자식이 $\mathrm{C_7H_5N_3O_6}$ 이므로 분자량을 확인하면

$(12 \times 7) + (1 \times 5) + (14 \times 3) + (16 \times 6) = 84 + 5 + 42 + 96 = \mathbf{227}$

로 [보기]의 값과 맞아떨어진다.

구조는 톨루엔의 벤젠 고리에서 메틸기가 붙은 자리를 1번으로 삼아, 2 · 4 · 6번 자리의 수소가 나이트로기로 바뀐 것이다. 그래서 시성식을 $\mathrm{C_6H_2CH_3(NO_2)_3}$ 로 쓴다.

열분해하면 분자 안의 산소만으로 산화가 진행되어 일산화탄소 · 탄소 · 질소 · 수소가 나온다.

$\mathrm{2C_6H_2CH_3(NO_2)_3 \rightarrow 12CO + 2C + 3N_2 + 5H_2}$

양변을 세어 보면 탄소는 왼쪽 14개($7 \times 2$), 오른쪽도 $12 + 2 = 14$ 개, 수소는 각각 10개, 질소 6개, 산소 12개로 균형이 맞는다. 산소가 모자라 이산화탄소가 아니라 일산화탄소가 주로 나온다는 점이 특징이다.

TNT 는 제5류 위험물 중 나이트로화합물에 속한다. 물에 녹지 않고 아세톤 · 벤젠 · 알코올에는 녹으며, 융점이 약 81 ℃ 로 녹여서 주입할 수 있어 폭약으로 널리 쓰였다. 충격이나 마찰에는 비교적 둔감해 기폭약이 있어야 폭발하지만, 일단 분해가 시작되면 순식간에 진행되므로 저장 시 직사광선과 열원을 피해야 한다.