23-1나이트로글리세린에 대하여 다음 물음에 답하시오.(1) 아래 분해… | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 1회차 기출문제 상세 페이지

(1) 12, 6

(2) 264 g

(3) 3.2 g

[해설]

(1) 나이트로글리세린 한 분자는 $\mathrm{C_3H_5(ONO_2)_3}$, 곧 $\mathrm{C_3H_5N_3O_9}$ 다. 왼쪽에 4분자가 있으므로 원자 수를 세어 보면 탄소 12개, 수소 20개, 질소 12개, 산소 36개다.

· 탄소 12개는 모두 $\mathrm{CO_2}$ 로 가므로 계수는 12

· 질소 12개는 두 개씩 짝지어 $\mathrm{N_2}$ 가 되므로 계수는 6

산소로 검산해 보면 왼쪽 36개, 오른쪽은 $(12 \times 2) + 10 + 2 = 24 + 10 + 2 = 36$ 으로 딱 맞는다.

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

(2) 반응식에서 나이트로글리세린 4 mol당 이산화탄소 12 mol이 나오므로, 2 mol이면 그 절반인 6 mol이다. 이산화탄소의 분자량은 44이므로

$m_{\mathrm{CO_2}} = 2 \times \dfrac{12}{4} \times 44 = 6 \times 44 = \mathbf{264}\,\mathbf{\mathrm{g}}$

(3) 나이트로글리세린의 분자량은

$(12 \times 3) + (1 \times 5) + (14 \times 3) + (16 \times 9) = 36 + 5 + 42 + 144 = 227$

이므로 90.8 g은 $\dfrac{90.8}{227} = 0.4\,\mathrm{mol}$ 이다. 반응식에서 4 mol이 분해할 때 산소는 1 mol만 나오므로

$n_{\mathrm{O_2}} = 0.4 \times \dfrac{1}{4} = 0.1\,\mathrm{mol}$

$m_{\mathrm{O_2}} = 0.1 \times 32 = \mathbf{3.2}\,\mathbf{\mathrm{g}}$

나이트로글리세린은 제5류 위험물 중 질산에스터류에 속하는 무색투명한 기름 모양의 액체다. 규조토에 흡수시킨 것이 다이너마이트이며, 얼면(융점 약 13 ℃) 충격에 더 민감해지므로 겨울철 취급에 특히 조심해야 한다. 위 반응식이 보여 주듯 분해 산물이 모두 기체여서 좁은 부피가 순식간에 거대한 기체로 부풀며 폭발한다.