가스산업기사 가연성가스 — 수소·메탄·LP가스의 성질

가연성가스의 성질을 판단할 때는 먼저 그 가스가 연소할 수 있는지와 어떤 생성물을 만드는지를 확인한다. 연소는 산소와 가연성 물질이 반응하는 화학 현상이며, 폭발은 급격한 압력 변화에 따른 파열 또는 팽창 현상으로 정리한다. 이산화탄소는 이미 완전히 연소된 상태로 소화제 등에 쓰이는 불연성 가스이며, 가연성 가스 목록에 포함하지 않는다.

수소는 가장 가벼운 기체로, 고온에서 금속 산화물로부터 산소를 빼앗아 금속을 만드는 환원제로 작용한다. 고온 고압에서 철과 반응하여 철 속의 탄소를 빼앗는 탈탄 작용을 하고, 염소와 혼합한 기체에 빛을 비추면 폭발적으로 반응하여 염화수소를 만든다. 수소는 탄소 원소를 포함하지 않으므로 연소 생성물은 물이며, 불완전 연소에서 일산화탄소가 발생한다는 설명은 틀린 것으로 구분한다.

메탄은 천연가스의 주성분으로, 고온에서 수증기와 반응하여 일산화탄소와 수소를 생성하는 개질 반응을 일으킨다. 메탄의 폭발 한계는 약 5~15% 사이이며, 공기 중 60% 농도에서는 폭발 범위를 벗어나 폭발하지 않는 것으로 정리한다. 메탄은 분자 구조가 안정하여 연소 속도가 느리고 화염 전파 속도가 늦으며, 폭발 범위가 비교적 좁은 편이다. 부취제는 냄새를 내기 위해 첨가하는 물질로 메탄과 화학적으로 반응하지 않는다.

LP가스는 프로판과 부탄의 혼합물로, 공기보다 밀도가 높아 누출 시 바닥에 고이는 특성을 가진다. 프로판과 부탄의 분자량이 공기의 평균 분자량보다 커서 LP가스는 공기보다 무거운 물질로 구분한다. LP가스는 발열량이 천연가스보다 높고 인화성이 강하며 가연성 범위가 넓어 폭발 위험이 큰 특성을 가진다. LP가스는 금수성 물질이 아니며 물과 섞이지 않지만 흡수하여 발화하는 물질로 보지 않는다.

산화에틸렌은 기체 상태에서 불안정하여 분해폭발성이 있는 대표적인 가스로 정리한다. 염소는 공기보다 무거운 유독한 기체이며 무색이 아닌 것으로 구분한다. 질소는 불활성 기체로 스스로 연소하지 않고 조연성도 아니며, 일산화탄소는 공기 중에서 연소하여 이산화탄소가 되는 가연성 기체로 이해한다.