이산화탄소소화기를 사용하는 동안 방출구에서 생성될 수 있는 물질은? 상세 페이지

이산화탄소소화기 방출구에서는 드라이아이스가 생성된다.
이산화탄소소화기는 고압으로 액화시킨 $\mathrm{CO_2}$ 를 강철 용기에 충전한 것으로, 상온 저장 압력은 약 $6\,\mathrm{MPa}$ (약 $60\,\mathrm{kgf/cm^2}$ )에 이른다. 레버를 열면 액화 $\mathrm{CO_2}$ 가 방출구(노즐)를 통해 대기압으로 급격히 팽창·방출된다.
이때 단열팽창에 따른 줄-톰슨 효과로 기화열을 빼앗기면서 온도가 급강하하고, 일부 $\mathrm{CO_2}$ 가 승화점인 $-78.5^{\circ}\mathrm{C}$ 부근까지 냉각되어 고체로 응고한다. $\mathrm{CO_2}$ 의 삼중점은 $5.1\,\mathrm{atm},\ -56.6^{\circ}\mathrm{C}$ 이므로, 대기압( $1\,\mathrm{atm}$ )에서는 액체를 거치지 않고 고체와 기체로만 존재한다. 따라서 방출구에서는 하얀 눈송이 모양의 고체 $\mathrm{CO_2}$ , 즉 드라이아이스가 생성된다.
포스겐 $\mathrm{COCl_2}$ 은 사염화탄소( $\mathrm{CCl_4}$ ) 소화기가 고온·수분과 반응할 때 생기는 독성 가스이다. 예: $\mathrm{2CCl_4 + O_2 \rightarrow 2COCl_2 + 2Cl_2}$ , $\mathrm{CCl_4 + H_2O \rightarrow COCl_2 + 2HCl}$ . 이산화탄소에는 염소(Cl)가 전혀 없으므로 포스겐이 생성될 수 없다.
일산화탄소 $\mathrm{CO}$ 는 탄소의 불완전연소 생성물이다. $\mathrm{CO_2}$ 는 탄소가 이미 완전히 산화된 최종 산화물이며, 방출 과정은 화학반응(환원)이 아닌 단순한 물리적 상변화일 뿐이므로 $\mathrm{CO}$ 로 환원되지 않는다.
수소가스 $\mathrm{H_2}$ 는 $\mathrm{CO_2}$ 분자가 탄소와 산소로만 이루어져 수소 원자를 포함하지 않아 수소 공급원 자체가 없으므로 발생할 수 없다.
참고로 본 문항은 위험물안전관리법령상의 수치 규정이 아니라 $\mathrm{CO_2}$ 의 상변화(단열팽창·승화)라는 물리·화학적 원리로 판정되는 문제이다.