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20-4아래 두 물질을 주성분으로 하는 분말소화약제가 열을 받아 처음 … | 2020년 위험물기능사실기(필답형) 4회차 기출문제 상세 페이지

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20-4

아래 두 물질을 주성분으로 하는 분말소화약제가 열을 받아 처음 분해될 때, 그 반응식을 각각 쓰시오.

(1) 탄산수소칼륨

(2) 제1인산암모늄

해설

(1) 2KHCO3K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}

(2) NH4H2PO4NH3+H3PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}


[해설]

분말소화약제는 열을 받으면 분해되면서 이산화탄소·수증기·암모니아 같은 기체를 내놓아 산소를 막고(질식), 분해에 열을 빼앗아 온도를 낮춘다(냉각). 주성분과 착색은 종별로 다음과 같다.

종별주성분착색적응화재1차 분해반응식
제1종탄산수소나트륨 NaHCO3\mathrm{NaHCO_3}백색B · C2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}
제2종탄산수소칼륨 KHCO3\mathrm{KHCO_3}담회색(담자색)B · C2KHCO3K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}
제3종제1인산암모늄 NH4H2PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4}담홍색A · B · CNH4H2PO4NH3+H3PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}
제4종탄산수소칼륨 + 요소회색B · C2KHCO3+(NH2)2COK2CO3+2NH3+2CO2\mathrm{2KHCO_3 + (NH_2)_2CO \rightarrow K_2CO_3 + 2NH_3 + 2CO_2}

탄산수소칼륨은 제2종 분말소화약제로, 약 190 ℃ 에서 2KHCO3K2CO3+CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O} 로 분해된다. 계수 2를 빠뜨리면 양변의 칼륨 수가 맞지 않으므로 주의한다. 더 높은 온도(약 590 ℃)에서는 2KHCO3K2O+2CO2+H2O\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2O + 2CO_2 + H_2O} 로 2차 분해한다.

제1인산암모늄은 제3종 분말소화약제로, 약 190 ℃ 에서 NH4H2PO4NH3+H3PO4\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4} 로 분해되어 암모니아와 오쏘인산이 된다. 온도가 더 오르면 2H3PO4H4P2O7+H2O\mathrm{2H_3PO_4 \rightarrow H_4P_2O_7 + H_2O}(피로인산, 약 215 ℃), 이어서 H4P2O72HPO3+H2O\mathrm{H_4P_2O_7 \rightarrow 2HPO_3 + H_2O}(메타인산, 약 300 ℃)로 이어진다. 마지막에 생기는 메타인산이 타고 있는 물질의 표면에 유리막을 씌워 산소를 차단하기 때문에, 제3종만 일반화재(A급)에도 쓸 수 있다.

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