개념 한 쪽
위험물의 기초화학 문제는 위험물의 일반적 특성을 고르는 문제와 ppm을 g/m³로, 게이지압을 psia로 바꾸는 환산 계산 문제, 폭발성·인화성·자연발화성 물질의 분류로 나온다.
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출제기준 단원 「위험물의 기초화학」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 위험물 개념 확인 | 1 | 위험물의 일반적 특성 설명 고르기 |
| 농도 환산 계산 | 1 | ppm을 g/m³로 환산하기 |
| 압력 환산 계산 | 1 | 게이지압을 psia로 환산하기 |
위험물은 화학적 불안정성으로 정의한다. 물이나 산소와 쉽게 반응하고, 반응 속도가 빠르며, 발열량이 큰 물질이 위험물의 일반적인 특성이다. 화학적으로 안정하다는 서술이나 무독성이라는 서술은 정의와 어긋나 오답이 된다.
위험물은 위험성으로 분류해 외운다. 질산에스테르, 아조화합물, 유기과산화물은 폭발성 물질로, 유기과산화물은 과산화기를 가져 열이나 충격에 극히 쉽게 폭발한다. 황화린은 인화성 물질이므로 폭발성 분류에서 빠지고, 칼슘과 황도 인화성, 알킬알루미늄은 자연발화성으로 분류된다. 발화성 물질인 금속분말은 물과 반응해 수소를 내고 산화 피막이 파괴되는 성질이 있다.
저장 원칙은 물과의 반응 여부로 갈린다. 황린은 공기와 닿으면 자연발화하므로 물속에 침지해 저장하고, 산화제와 격리하며, 알칼리성 용액으로 포스핀 생성을 억제한다. 금속분말은 물과 반응하므로 인화성 석유류가 아니라 불활성 가스나 비인화성 오일 속에 저장한다. 자기반응성물질은 자체 산소를 함유해 연소 속도가 빠르고 충격에 민감한데, 물과 격렬하게 반응하거나 수분이 폭발을 유발할 수 있으므로 물을 쓰는 냉각소화는 위험하고 건조 모래 피복소화가 적절하다.
기체 농도는 단위 환산 공식으로 계산한다. 20도, 1기압에서 농도의 g/m³ 값은 ppm에 분자량을 곱해 24.04로 나눈 것과 같다. 이산화황 20ppm은 분자량 64.06을 넣어 20에 64.06을 곱하고 24.04로 나누면 약 0.0533g/m³이다. 기체의 비중은 그 기체의 밀도를 표준 상태 공기 밀도인 1.293kg/m³로 나눈 값으로, 수소는 밀도 0.089를 1.293으로 나눠 약 0.07이다.
압력은 절대압력을 확인하고 바꾼다. psia는 절대압력 단위이므로 게이지압에 대기압인 1.033kg/cm²를 더한 뒤 14.22를 곱한다. 게이지압 100kg/cm²인 산소용기는 절대압력 101.033kg/cm²에 14.22를 곱해 약 1437psia이다. 고압가스 용기의 외부색도 함께 외우는데, 산소는 녹색, 탄산가스는 회색, 염소는 노란색, 아세틸렌은 갈색이다.
환산 두 가지를 식까지 정리한다. 농도는 ppm에 분자량을 곱해 24.04로 나누고, 이산화황 20ppm은 약 0.0533g/m³이다. 압력은 게이지압에 대기압 1.033kg/cm²를 더한 절대압력에 14.22를 곱해 psia를 구하고, 100kg/cm²는 약 1437psia이다. 비중은 기체 밀도를 공기 밀도 1.293kg/m³로 나누며 수소는 약 0.07이다.
위험물에 대한 일반적인 개념에 대하여 바르게 설명한 것은?
정답 ① · 화재나 폭발 등의 재해를 일으킬 수 있는 위험물의 일반적인 물리적·화학적 특성을 묻는 문제이다. 위험물은 화학적으로 반응성이 크고 불안정하여 공기 중의 산소나 수분과 쉽게 반응하며, 반응이 시작되면 급격한 속도로 많은 열을 방출하는 성질을 가진다.
위험물은 물·산소와 쉽게 반응하고 발열량이 크며 반응 속도가 빠른 특성을 가진다.
발화성 물질인 금속분말에 대한 설명 중 적당하지 않는 것은?
정답 ③ · 발화성 물질인 금속분말에 대한 설명 중 적당하지 않은 것을 고르는 문제이다. 마그네슘, 알루미늄, 아연 등의 금속분말은 물과 반응하여 수소를 발생시키므로 물이나 수분이 있는 환경에서 보관해서는 안 된다.
자기반응성물질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 자기반응성물질에 대한 설명 중 옳지 않은 것을 고르는 문제이다. 자기반응성물질은 자체적으로 산소를 함유하고 있어 외부 산소 공급 없이 분해 연소하며, 연소 속도가 매우 빨라 폭발적으로 반응하고 가열·마찰·충격에 민감하다는 특성이 있다.
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