(1) 2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O
(2) 18.21 m3
[해설]
제1종 분말소화약제인 탄산수소나트륨은 약 270 ℃에서 1차로 분해하면서 탄산나트륨과 이산화탄소, 수증기를 내놓는다.
2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O
이때 나오는 이산화탄소와 수증기가 산소를 밀어내 질식소화를, 분해에 열을 빼앗기며 냉각소화를 함께 일으킨다.
이제 부피를 구한다. 탄산수소나트륨의 분자량은 23+1+12+16×3=84 이므로 100 kg은
nNaHCO3=84100=1.1905kmol
이고, 반응식에서 탄산수소나트륨 2 kmol이 분해될 때 이산화탄소는 1 kmol 나오므로
nCO2=21.1905=0.5952kmol
이다. 이 기체가 1 atm, 100 ℃(= 373 K)에서 차지하는 부피는 이상기체 상태방정식으로 구한다.
V=PnRT=10.5952×0.082×373=18.21m3
이산화탄소의 질량을 먼저 구해 V=PMwRT 로 풀어도 같다. w=2×84100×44=26.19kg 이므로 V=1×4426.19×0.082×373=18.21m3 이다. 다만 중간에 질량을 26.18 kg으로 반올림해 넣으면 18.20, 기체상수를 0.08205로 잡으면 18.22가 나온다. 모두 같은 계산의 자릿수 차이이며, 발문이 지정한 상수로 반올림 없이 계산한 값은 18.21 m3이다.
| 종별 | 주성분 | 착색 | 적응화재 | 1차 열분해반응식 |
|---|
| 제1종 | 탄산수소나트륨 NaHCO3 | 백색 | B·C급 | 2NaHCO3→Na2CO3+CO2+H2O |
| 제2종 | 탄산수소칼륨 KHCO3 | 담회색 | B·C급 | 2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O |
| 제3종 | 제일인산암모늄 NH4H2PO4 | 담홍색 | A·B·C급 | NH4H2PO4→H3PO4+NH3 |
| 제4종 | 탄산수소칼륨 + 요소 | 회색 | B·C급 | 2KHCO3+(NH2)2CO→K2CO3+2NH3+2CO2 |
제3종만 A급 화재에도 쓸 수 있는 것은, 최종 분해생성물인 메타인산(HPO3)이 탄소 표면에 막을 만들어 산소를 차단하기 때문이다.