개념 한 쪽
연소는 물질이 산소와 결합하면서 열과 빛을 내는 산화 반응이다. 그래서 연소를 이해하려면 산소를 공급하는 쪽과 산소를 스스로 가진 쪽을 나눠 봐야 한다. 산화성 물질은 자신은 타지 않으면서 산소를 방출해 다른 물질의 연소를 돕고, 제5류 자기반응성 물질은 외부 공기 없이도 연소한다. 물과 만나 가스를 내뿜는 금수성 물질은 연소와는 다른 경로로 위험을 만든다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「연소이론의 이해」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 물 반응 생성물 고르기 | 1 | 특정 물질이 물과 만날 때 내는 기체를 고른다 |
| 유별 게시판 문구 고르기 | 1 | 지정된 유별의 제조소 게시판에 쓸 주의 문구를 찾는다 |
| 수조 저장 대상 고르기 | 1 | 물속에 넣어 보관해야 하는 품목을 고른다 |
산화성 물질은 자신은 불연성이나 산소를 방출하여 다른 가연물의 연소를 돕는 물질이다. 제1류와 제6류에 많으며, 무기과산화물·과염소산·질산염류가 대표적이다. 반면 마그네슘은 제2류 위험물인 가연성 고체로, 스스로 타는 환원성 금속이지 산소를 공급하는 산화성 물질이 아니다. 산화성 물질인지 가연물인지 구분하는 것이 이 단원의 출발점이다.
제5류 자기반응성 물질은 자체 산소를 보유해 외부 공기 없이도 연소한다. 연소할 때 열을 방출하고 가스를 발생시키며, 니트로화합물 가운데 일부는 열에 약해 자연발화할 위험이 있다. 니트로기가 많을수록 불안정해진다. 유기과산화물도 같은 계열로, 열·마찰·충격에 매우 민감해 폭발이나 연소가 쉽게 일어난다.
물과의 반응도 연소 못지않게 위험하다. 과산화나트륨은 물과 격렬하게 반응하여 수산화나트륨과 산소를 만들어내고 이때 큰 열이 발생한다. 산소는 그 자체로는 타지 않지만 다른 물질의 연소를 돕는 조연성 가스이므로, 과산화나트륨에 물을 뿌리면 화재가 오히려 커질 수 있어 마른 모래 등으로 산소를 차단한다. 금수성 물질은 물질마다 발생 가스가 다르다. 인화칼슘은 포스핀, 탄화칼슘은 아세틸렌, 나트륨은 수소, 탄화알루미늄은 메탄을 발생시킨다.
저장과 취급도 이 원리의 연장이다. 유기과산화물은 인화성 액체나 다른 산화제와 격리하고, 물질에 따라 안정제나 희석제를 첨가한다. 건조 상태가 오히려 마찰·충격에 민감해지므로 벤조일퍼옥사이드처럼 습윤 상태를 유지해 안정화하는 경우가 많다. 니트로셀룰로오스는 물이나 알코올에 적신 습윤 상태로 보관하고 직사광선과 산화제를 피하며, 오래 보관할수록 분해가 진행되어 자연발화 위험이 커진다.
선지 판단은 두 갈래다. 첫째는 산화성 물질과 가연물의 구분으로, 무기과산화물·과염소산·질산염류는 산화성 물질이고 마그네슘은 스스로 타는 가연성 고체다. 둘째는 물질과 반응 생성물의 짝이다. 인화칼슘에 포스핀, 탄화칼슘에 아세틸렌, 나트륨에 수소, 탄화알루미늄에 메탄을 연결해야 하며, 하나라도 뒤바뀌면 틀린 선지가 된다. 유기과산화물을 건조 상태로 저장한다거나 니트로셀룰로오스를 장기 보관하면 안정된다는 설명도 원리에 어긋난다.
금수성 물질인 인화칼슘(Ca3P2)이 물과 반응하였을 때 발생하는 가스는?
정답 ③ · 인화칼슘(Ca3P2)은 제3류 금수성물질로 물과 반응하면 Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3 반응식에 따라 맹독성·가연성 기체인 포스핀(인화수소, PH3)을 발생시킨다. 수소·산소·아세틸렌은 각각 나트륨·과산화물·탄화칼슘 등 다른 금수성물질의 반응 생성물이므로 혼동하지 않도록 물질별 반응 생성기체를 표로 암기하는 것이 좋다(탄화칼슘→아세틸렌, 인화칼슘→포스핀, 나트륨→수소).
인화칼슘은 물과 반응하여 맹독성 가연성 기체인 포스핀(PH3)을 발생시킨다.
다음 위험물 중 옥외탱크저장소에 저장하는 경우에 있어서 수조에 넣어 보관해야 하는 물질은?
정답 ① · 이황화탄소(CS2)는 물보다 비중이 크고(약 1.26) 물에 녹지 않으며 인화점이 매우 낮고(-30℃) 증기 발생을 억제해야 하는 위험물이므로, 옥외탱크저장소 등에 저장할 때는 물이 채워진 수조 속에 잠기도록 저장하여 가연성 증기의 발생을 방지한다. 휘발유, 경유, 디에틸에테르는 모두 물보다 가볍고 물 위에 뜨므로 수조 저장 방식이 적용되지 않는다.
이황화탄소는 물보다 비중이 크고 물에 녹지 않아 수조에 잠겨 저장되므로 수조 저장 대상 물질이다.
유기과산화물을 저장할 때 일반적인 주의사항에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ③ · 유기과산화물(제5류 위험물)은 열, 마찰, 충격에 민감하므로 인화성 액체류나 다른 산화제와의 접촉을 피하고, 물질의 특성에 맞게 안정제나 희석제를 첨가하여 저장하는 것이 일반적이다. 반면 '습기 방지를 위해 건조한 상태로 저장'하는 것은 틀린 설명으로, 오히려 벤조일퍼옥사이드(BPO) 등 일부 유기과산화물은 건조 상태에서 마찰·충격에 더 민감해지므로 물이나 프탈산디메틸 등으로 습윤 상태를 유지하여 안정화시키는 경우가 많다.
유기과산화물은 건조 상태보다 습윤 상태가 안정적이므로, 건조 저장이라는 설명은 틀렸다.
위험물기능사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.