위험물안전관리법령상 제5류 위험물의 질산에스터류에 속하는 것은? 상세 페이지

정답은 나이트로셀룰로스이다. 산소를 매개로 한 $-O-NO_2$(질산에스터) 결합을 가진 물질이 질산에스터류에 해당하기 때문이다.
제5류 위험물(자기반응성물질)은 분자 내부에 산소를 함유하여 자기연소(내부연소)를 일으키는 물질로, 세부적으로 질산에스터류와 나이트로화합물 등으로 나뉜다. 두 유형은 나이트로기($-NO_2$)의 결합 방식으로 구분된다.
질산에스터류는 알코올의 하이드록시기(-OH)가 질산($HNO_3$)과 에스터화 반응하여 $-O-NO_2$ 결합(탄소-산소-질소)을 이룬 화합물이다.
$\text{R-OH} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{R-O-NO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
반면 나이트로화합물은 나이트로기가 탄소에 직접 결합($\text{C}-\text{NO}_2$)한 화합물로, 산소 원자가 탄소와 질소 사이에 끼어 있지 않다.
나이트로셀룰로스는 셀룰로스 반복단위의 하이드록시기(-OH)가 질산과 에스터화되어 $-O-NO_2$ 구조를 갖는다.
완전 질화 시 $[C_6H_7O_2(ONO_2)_3]_n$(질산섬유소)로, 산소를 매개로 질산이 결합한 전형적인 질산에스터류다. 나이트로글리세린·질산메틸·질산에틸·셀룰로이드와 동일 계열이다.
나이트로벤젠은 구조식 $C_6H_5NO_2$으로 나이트로기가 벤젠 고리에 직접 결합하나 모노나이트로체로 폭발성이 낮은 인화성 액체다. 출제 당시 위험물안전관리법령상 제5류가 아니라 제4류 제3석유류(비수용성)로 분류되며(인화점 약 88℃), 질산에스터류가 아니다.
트라이나이트로페놀(피크르산, $C_6H_2(OH)(NO_2)_3$)은 나이트로기 3개가 벤젠 고리 탄소에 직접 결합한 제5류 위험물이지만 유형이 나이트로화합물이며 질산에스터류가 아니다. 트라이나이트로톨루엔(TNT, $C_6H_2(CH_3)(NO_2)_3$) 역시 나이트로기가 탄소에 직접 결합한 제5류 나이트로화합물이다.
따라서 산소를 매개로 한 $-O-NO_2$(질산에스터) 결합을 갖는 것은
나이트로셀룰로스뿐이다.