개념 한 쪽
위험물기능장 위험물의 연소형태 — 증기와 표면, 자기연소
같은 불이라도 무엇이 타는지가 다르다. 액체는 증기가 타고, 금속분은 표면이 타며, 니트로셀룰로오스처럼 스스로 타는 물질도 있다. 인화성 액체의 증기가 어디로 모이는지, 어떤 물질이 산화력으로 남을 태우는지를 함께 보면 연소형태가 구분된다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
뜻
인화성 액체의 증기는 대부분 공기보다 무거워 바닥이나 낮은 곳으로 가라앉는다. 환기가 되지 않는 구석이나 지하에서 폭발 위험이 커지는 이유가 여기에 있다. 증기가 공기보다 가벼워 멀리 흘러간다는 설명은 수소 같은 가스의 성질이지 인화성 액체의 일반적인 성질이 아니다.
위험물의 연소는 인화점이 낮아 적은 점화 에너지로 시작되고 연소속도가 매우 빠르다. 마찰이나 충격도 점화원이 될 수 있고, 폭발한계가 넓은 물질일수록 작은 누출에도 위험이 커진다. 산화성 물질은 이와 반대편에 있다. 아염소산나트륨은 수용액에서도 강력한 산화력을 유지하는 산화제이며, 환원력이 강하다는 설명은 성질과 정반대다. 산화성 고체도 다른 물질을 태우는 산화력을 가지면서 자체는 불연성이다.
가스의 성질은 용기 재질까지 바꾼다. 탄화칼슘에 물을 넣으면 아세틸렌이 만들어지는데, 이 가스는 연소 범위가 매우 넓고 가압하면 폭발 위험이 크다. 특히 은이나 구리와 반응해 불안정한 아세틸렌화은이나 아세틸렌화구리를 만들고, 이 화합물은 충격이나 열에 쉽게 폭발하므로 은과 구리 용기를 쓰지 않는다. 디에틸알루미늄클로라이드는 금속 원소를 품은 유기금속 화합물이지만 금속 특유의 광택을 띠지 않는다. 공기와 접촉하면 자연발화할 수 있고 물과 만나면 폭발적으로 반응한다.
산화성 시험과 분해 온도도 기준으로 나온다. 산화성 물품의 연소시험에서는 표준물질과 목분을 무게 기준 1대 1로 섞어 전체 30그램으로 맞춘다. 염소산칼륨은 100도 미만에서는 열분해되지 않고 400도 이상에서 분해된다. 트리에틸알루미늄은 물과 반응할 때 수소가 아니라 에탄을 발생시키며, 수소를 내는 것은 리튬이나 나트륨 같은 알칼리 금속의 성질이다. 프로판과 공기가 양론비로 완전연소할 때 프로판 1몰에는 산소 5몰이 필요하고, 공기 23.81몰을 더한 전체 24.81몰 가운데 프로판이 차지하는 비율은 약 4.03퍼센트가 된다.
예제
선지 판단은 무엇이 타는지와 어느 쪽이 산화력인지에서 갈린다. 인화성 액체의 증기가 공기보다 가벼워 멀리 간다고 적으면 무거운 증기가 낮은 곳에 고인다는 성질과 어긋나고, 아염소산나트륨에 강한 환원력이 있다고 적으면 산화제의 성질을 뒤집은 것이다. 아세틸렌을 은 용기나 구리 용기에 담아도 된다고 적는 것은 폭발성 아세틸라이드 생성을 놓친 답이고, 디에틸알루미늄클로라이드를 광택 있는 금속으로 설명하는 것도 화합물의 상태를 잘못 본 것이다. 산화성 시험의 혼합비를 1대 1이 아닌 다른 비율로 두거나, 염소산칼륨이 100도 미만에서 분해된다고 적는 것도 기준값과 어긋난다. 트리에틸알루미늄이 물과 반응해 수소를 낸다고 적으면 생성 기체를 바꿔 놓은 것이 된다.
자주 묻는 물음
- 인화성 액체의 증기는 어디에 모이나요?
- 대부분 공기보다 무거우므로 바닥이나 낮은 곳으로 가라앉습니다. 환기가 안 되는 구석이나 지하에서는 폭발 위험이 특히 커집니다.
- 아세틸렌을 은 용기나 구리 용기에 담지 않는 이유는 무엇인가요?
- 아세틸렌이 은이나 구리와 반응해 불안정한 아세틸렌화은이나 아세틸렌화구리를 만들기 때문입니다. 이 화합물은 충격이나 열에 쉽게 폭발합니다.
- 산화성 물품의 연소시험은 어떤 비율로 준비하나요?
- 표준물질과 목분을 무게 기준 1대 1로 섞어 전체 30그램으로 맞추어 시험합니다.
위험물기능장 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.