위험물산업기사 제3류 위험물의 성상 — 물과 반응하는 금속과 황린

황린은 공기 중 산소와 스스로 반응해 인산무수물(P2O5)을 만든다. 이 반응에서 열이 나고 발화점이 약 30~40℃로 매우 낮아 밀폐 보관이 필수다. 발화점이 260℃라거나 물에 녹는다고 보면 틀린다. 황린은 물에 녹지 않고 반응하지도 않으며, 강한 독성을 가진 물질이다.

황린은 알칼리와도 격렬히 반응한다. 수산화나트륨(NaOH) 용액과 만나면 인화수소(PH3)를 발생시키고, 인화수소는 공기 중에서 자연발화하므로 매우 위험하다. 물이나 이산화탄소, 질소는 황린과 큰 반응을 일으키지 않는다.

물과 반응해 가연성 가스를 만드는 물질은 발생 가스까지 짝으로 기억한다. 금속칼륨과 금속나트륨은 물과 반응해 수소를 발생시키고, 탄화칼슘은 아세틸렌을, 인화칼슘은 인화수소를 발생시킨다. 인화칼슘에서 포스겐이 생긴다고 하면 틀린 것이고, 포스겐은 염소와 일산화탄소가 반응해 만들어지는 물질이다. 과염소산칼륨은 물과 반응해 가연성이나 유독성 가스를 발생시키지 않는다.

금속나트륨이 물과 만나면 수소를 방출하며 폭발 위험이 생긴다. 그래서 나트륨은 물과 반응하지 않는 유기 용매에 넣어 보관한다. 벤젠은 비극성 용매로 나트륨과 반응하지 않아 보호액으로 적당하다. 페놀이나 에틸알코올처럼 수산기를 가진 물질, 아세트산 같은 산은 나트륨과 격렬히 반응하므로 보호액이 될 수 없다.

인화칼슘은 물과 반응해 포스핀(PH3)을 발생시킨다. 포스핀은 공기 중에서 스스로 발화하는 가연성 가스이므로, 인화칼슘이 불연성 가스를 발생시킨다는 설명은 틀린 것이다.

나트륨과 칼륨은 은백색 광택을 가진 알칼리 금속이고 비중이 물보다 작아 물 위에 뜬다. 나트륨의 비중은 약 0.97, 칼륨은 약 0.86이므로 비중이 물보다 크다고 적으면 틀린다. 나트륨은 칼륨보다 원자 반경이 작아 결합력이 강하므로 녹는점·끓는점·비중이 모두 크다.

탄화물은 금속의 종류에 따라 물과 반응해 만드는 가스가 달라진다. 탄화리튬, 탄화마그네슘, 탄화칼슘은 아세틸렌(C2H2)을 발생시키고, 탄화알루미늄은 메탄(CH4)을 발생시킨다. 탄화물 문제에서는 같은 아세틸렌 계열과 메탄 계열을 나눠 읽는다.