21-4제5류 위험물인 트라이나이트로톨루엔(TNT, 제1종)에 대하여 … | 2021년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

(1) ① 물 : 녹지 않는다 ② 벤젠 : 녹는다

(2) 10 kg

(3) ① 톨루엔 ② 혼산(진한 질산 + 진한 황산)

[해설]

트라이나이트로톨루엔은 톨루엔의 벤젠 고리 2·4·6번 위치에 나이트로기가 세 개 붙은 화합물($\mathrm{C_6H_2(NO_2)_3CH_3}$)로, 담황색 침상결정이다. 극성이 큰 물에는 녹지 않고, 같은 방향족인 벤젠에는 잘 녹는다. 아세톤·에터에도 녹으며 알코올에는 가열해야 녹는다.

제조는 톨루엔을 혼산(진한 질산과 진한 황산의 혼합물)으로 나이트로화해서 한다. 진한 질산이 나이트로기를 공급하고 진한 황산은 탈수제 겸 촉매로 작용해 반응을 밀어 준다.

$\mathrm{C_6H_5CH_3 + 3HNO_3 \rightarrow C_6H_2(NO_2)_3CH_3 + 3H_2O}$

일부 교재는 (3)의 답을 '진한 질산, 진한 황산'으로만 싣고 있으나, 이 둘은 함께 써야 뜻이 있는 한 벌의 혼산이고 나이트로화의 출발물질은 톨루엔이다. 원료 2가지를 묻는다면 톨루엔과 혼산으로 보는 것이 자연스럽다.

지정수량은 10 kg이다. 개정된 위험물안전관리법 시행령에서 제5류 위험물의 지정수량은 폭발성 시험 결과에 따라 제1종 10 kg, 제2종 100 kg으로 갈리므로, 발문이 제1종으로 한정한 이 문항에서는 10 kg이 된다(개정 전 품명 기준으로 나이트로화합물의 지정수량은 200 kg이었다).

TNT는 충격·마찰에 비교적 둔감해 폭약으로 널리 쓰였지만 열을 받으면 급격히 분해하며, 운반할 때는 10 % 정도의 물을 넣어 습면 상태로 다룬다.