2009년 위험물기능사 1회차

화학포는 계면활성제, 가수분해 단백질, 사포닝 등 거품을 안정화시키는 물질들을 사용하여 만듭니다. 암분은 이러한 기포 안정제 역할을 하지 않으며, 주로 증점제나 결합제로 사용됩니다. 따라서 화학포 제조 시 기포 안정제가 아닌 것은 암분입니다.

정답은 2번 질식소화입니다. 건조사로 가연물을 덮으면 산소 공급이 차단되어 불이 꺼지게 됩니다. 이는 화재의 3요소 중 하나인 산소를 제거하는 질식소화의 원리입니다.

정답은 3번입니다. 분말소화기는 분말 약제와 함께 질소 가스 등의 가압 가스를 사용하여 약제를 방출하므로 가압 가스가 필요하다는 설명이 틀렸습니다. 핵심 개념은 소화기 종류별 작동 원리입니다.

제5류 위험물은 자기반응성 물질로, 외부에서 열이나 불꽃을 가하지 않아도 스스로 분해하며 발화할 수 있습니다. 따라서 1, 2, 3번은 일반적인 화재 예방 및 소화 방법으로 옳습니다. 하지만 4번의 탄산가스 소화는 산소를 차단하여 질식 소화를 유도하는데, 제5류 위험물은 자체 산소를 가지고 있어 탄산가스만으로는 효과적인 소화가 어렵습니다.

탄산수소칼륨과 요소의 반응은 질소, 물, 이산화탄소 등을 생성하며, 이는 질소 비료의 원료로 사용될 수 있습니다. 이러한 질소 비료는 일반적으로 제4종 분말 소화 약제로 분류됩니다. 따라서 정답은 4번 제4종입니다.

정답은 2번입니다. 화학포 소화약제는 물에 계면활성제 등을 첨가하여 거품을 만드는 것이지, 탄산칼슘을 보강시킨 것이 아닙니다. 핵심 개념은 각 소화약제의 구성 성분과 특징을 정확히 이해하는 것입니다.

고체의 연소는 주로 고체 자체의 분해나 표면에서 일어나며, 이 과정에서 발생하는 가연성 가스나 고체 표면이 산소와 반응하여 연소합니다. 증발연소와 분해연소는 고체가 가열되어 가연성 가스를 발생시키는 과정이며, 표면연소는 고체 표면에서 직접 산소와 반응하는 형태입니다. 확산연소는 주로 기체 연료가 공기 중의 산소와 확산되어 연소하는 형태로, 고체의 직접적인 연소 형태라고 보기는 어렵습니다.

탄화알루미늄(Al₄C₃)은 물과 반응하면 메탄(CH₄) 가스를 발생시킵니다. 메탄은 매우 인화성이 높은 기체로, 공기 중에 일정 농도로 존재할 때 점화원에 의해 폭발할 수 있습니다. 따라서 탄화알루미늄이 물과 반응할 때 발생하는 메탄 가스가 폭발의 위험을 초래하는 것입니다.

B급 화재는 **유류, 가연성 액체, 기름 등**에 의해 발생하는 화재를 의미합니다. 정답인 2번 유류화재가 여기에 해당합니다. 일반화재는 A급, 전기화재는 C급, 금속화재는 D급으로 분류됩니다.

과염소산은 강력한 산화제이므로 환원성 물질과 접촉 시 격렬한 반응을 일으켜 화재를 악화시킬 수 있습니다. 따라서 과염소산 화재 시 환원성 물질로 중화하는 것은 매우 위험하며 적합하지 않습니다. 다른 보기들은 과염소산의 특성을 고려한 적절한 조치입니다.

주수소화는 물과 격렬하게 반응하여 위험을 초래할 수 있는 물질에 대한 수소화 반응입니다. 과산화칼륨은 물과 반응하여 산소를 발생시키는데, 이 산소는 가연성 물질과 만나면 폭발 위험을 높입니다. 다른 보기들은 물과 반응성이 낮거나, 반응하더라도 폭발 위험이 과산화칼륨만큼 크지 않습니다.

자기반응성 물질은 외부 에너지 없이도 스스로 분해하며 발화할 수 있는 위험한 물질입니다. 따라서 가열, 충격, 마찰을 피하고 소량으로 나누어 저장하는 것이 중요합니다. 할로겐화합물 소화기는 자기반응성 물질 화재에 효과적이지 않으며, 오히려 반응을 촉진할 수 있어 옳지 않은 예방 방법입니다.

물의 증발잠열은 물이 액체 상태에서 기체 상태로 변할 때 필요한 에너지입니다. 이 값은 온도에 따라 약간 달라지지만, 일반적으로 상온에서 약 539 cal/g입니다. 이는 1그램의 물을 증발시키기 위해 약 539 칼로리의 열이 필요하다는 것을 의미합니다.

메틸알코올 화재는 유류 화재와 유사하게 물보다는 **마른모래**와 같은 소화 물질로 덮어 산소 공급을 차단하는 것이 효과적입니다. 메틸알코올 8000리터에 대한 소화능력으로 삽을 포함한 마른모래를 **200리터** 설치하는 것이 적절합니다. 이는 일반적인 화재안전 기준에 따른 권장량으로, 화재 규모와 소화 물질의 효율성을 고려한 결과입니다.

위험물안전관리법상 위험등급은 위험물의 성질에 따라 1부터 4까지 분류됩니다. 제5류 위험물은 자체 반응성 물질로, 니트로화합물은 이 중에서도 폭발성이 강해 별도의 위험등급 분류 없이 위험물로 지정됩니다. 따라서 니트로화합물은 위험등급 I에 속하지 않습니다.

이 문제는 화재 진압을 위한 이산화탄소 소화 시스템의 원리를 묻고 있습니다. 핵심 개념은 **산소 농도 저하를 통한 질식 소화**입니다. 공기 중 산소 농도가 12.5% 이하로 낮아지면 연소가 유지되기 어렵습니다. 따라서 이산화탄소를 방출하여 공기 중 산소 농도를 12.5%로 만들려면, 초기 공기 중 산소 농도(약 21%)에서 이산화탄소가 차지하는 부피 비율을 계산해야 합니다. 약 40.5 vol%의 이산화탄소가 존재하면, 남은 산소의 농도가 12.5%가 되어 소화 효과를 얻을 수 있습니다.

할론 1301의 증기 비중은 분자량을 공기의 분자량으로 나누어 계산합니다. 할론 1301의 분자량은 탄소(12) + 브롬(80) + 3개의 불소(3*19=57)를 더한 149입니다. 따라서 증기 비중은 149 / 29 = 5.14로 계산됩니다. 핵심 개념은 증기 비중이 기체의 분자량을 기준으로 상대적인 밀도를 나타낸다는 것입니다.

정답은 3번 제5류 위험물입니다. 제5류 위험물은 자기 반응성 물질로서, 산소 공급원 없이도 스스로 산화하여 연소할 수 있는 특징을 가지고 있습니다. 이는 일반적인 가연성 물질이 산소 공급이 있어야 연소하는 것과 달리, 자체적으로 산소를 포함하거나 분해 시 산소를 발생시키기 때문입니다.

정답은 **3번 폭굉**입니다. 폭굉은 물질이 연소될 때 화염 전파 속도가 음속을 초과하며, 이로 인해 강력한 충격파가 발생합니다. 이 충격파는 일반적인 연소보다 훨씬 큰 파괴력을 가지는 것이 특징입니다.

정답은 2번입니다. 피난설비 설치 대상은 위험물안전관리법 시행규칙에 따라 위험물의 취급 장소와 함께 **다수인이 출입하는 장소**를 포함합니다. 전시장으로 사용하는 경우 다수인이 출입할 가능성이 높아 피난설비 설치가 요구됩니다. 반면, 주유사무소, 자동차 정비소, 주거시설 등은 다수인이 상시 출입하는 장소로 보기 어렵기 때문에 피난설비 설치 대상에서 제외될 수 있습니다.

정답은 4번 과산화나트륨입니다. 과산화나트륨은 제1류 위험물로, 물과 반응하면 발열하며 산소를 발생시키는 특징이 있습니다. 이는 과산화나트륨의 화학적 성질 때문이며, 다른 보기들은 이러한 조건에 해당하지 않습니다.

마그네슘은 반응성이 높은 금속으로, 황산과 같은 산성 물질과 반응하면 수소 가스를 발생시킵니다. 이는 마그네슘이 산으로부터 전자를 받아들이고 수소 이온은 전자를 받아 수소 기체로 변환되기 때문입니다. 따라서 3번이 옳은 설명이며, 다른 보기는 마그네슘의 특성과 다릅니다.

제3류 위험물은 자연발화성 및 물 반응성 물질로, 일부는 물과 접촉 시 격렬한 반응을 일으키지만, **안정성을 위해 물에 저장하는 경우도 있습니다.** 예를 들어, 황린은 물 속에 저장하여 공기와의 접촉을 막고 자연발화를 방지합니다. 따라서 4번이 옳은 설명입니다.

탄화칼슘은 질소와 반응하여 석회질소를 형성하고, 고체 상태이며 비중은 약 2.2인 물질입니다. 하지만 융점은 약 300℃가 아니라 2,100℃ 이상으로 매우 높습니다. 따라서 융점에 대한 설명이 틀렸습니다.

정답은 2번입니다. 제4류 위험물은 인화성 액체로, 이황화탄소는 물보다 무겁고 톨루엔 증기와 디에틸에테르 증기는 공기보다 무거우며 특정 연소 범위를 가집니다. 반면, 아세톤은 물에 잘 녹는 성질을 가지고 있어 보기 2번이 틀린 설명입니다.

벤조일퍼옥사이드는 불안정하여 열이나 충격에 의해 쉽게 분해될 수 있는 산화제입니다. 따라서 직사광선을 피하고 서늘한 곳에 보관해야 하며, 유기물이나 환원성 물질과의 접촉을 피해야 합니다. 3번 보기가 틀린 이유는 벤조일퍼옥사이드의 발화점이 상온 이하라는 것은 사실이 아니기 때문입니다. 또한, 건조 방지를 위해 물을 희석제로 사용하는 것은 벤조일퍼옥사이드의 안정성을 해칠 수 있어 적절하지 않습니다.

디에틸에테르와 벤젠은 모두 유기 용매로, 휘발성이 높고 인화성이 강하다는 공통점이 있습니다. 따라서 두 물질 모두 증기밀도가 공기보다 높아 증기비중이 1보다 크며, 낮은 온도에서도 쉽게 불이 붙는 낮은 인화점과 착화온도를 가집니다. 또한, 공기와 혼합될 때 넓은 범위에서 연소가 가능하여 연소범위의 상한이 높은 편입니다. 정답은 1번으로, 두 물질 모두 공기보다 무거워 증기비중이 1보다 크기 때문입니다.

아세트산은 식초의 주성분으로, 무색 투명하고 물에 잘 녹는 성질을 가집니다. 겨울철에는 어는점이 높아 얼음처럼 굳을 수 있습니다. 하지만 증기비중은 등유보다 작으므로 3번 보기가 틀렸습니다. 증기비중은 공기보다 가벼운 물질은 1보다 작고, 무거운 물질은 1보다 큰 값을 가집니다.

TNT 폭발 시 발생하는 주요 유독기체는 일산화탄소(CO)입니다. 이는 TNT의 질소 원자가 폭발 과정에서 산소와 불완전하게 결합하여 생성되며, CO는 인체에 매우 유해한 기체입니다. 질소(N2)는 폭발 시 생성되지만 유독하지 않으며, 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)는 TNT 폭발 시 주요 생성물이 아닙니다.

가솔린은 인화점이 낮아 불이 붙기 쉽고, 사에탈납 혼합 시 유독하며 정전기 발생에도 주의해야 합니다. **틀린 설명은 2번으로, 가솔린 증기는 공기보다 무거워 바닥으로 가라앉으며, 이 때문에 낮은 곳에서 더 쉽게 착화될 수 있습니다.**

디에틸에테르는 매우 휘발성이 높은 물질이므로 '비휘발성'이라는 성질을 가지지 않습니다. 휘발성이 높다는 것은 쉽게 증발하여 기체가 되는 성질을 의미하며, 이는 디에틸에테르가 유동성이 좋고 인화성이 강하며 마취제로 사용되는 이유와도 관련이 있습니다. 따라서 4번 비휘발성이 디에틸에테르의 성질이 아닙니다.

착화온도는 물질이 공기 중에서 불꽃 없이 스스로 연소를 시작하는 최저 온도입니다. 적린은 다른 보기들에 비해 분자 구조가 불안정하고 반응성이 높아 낮은 온도에서도 쉽게 산화되어 발화하는 특성을 가집니다. 따라서 적린의 착화온도가 가장 낮습니다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 물에 잘 녹지 않는 대표적인 불용성 물질입니다. 따라서 "물에 잘 녹는다"는 설명은 TNT의 성상과 틀립니다. TNT는 담황색 결정 형태이며, 강력한 폭약으로 사용되고 착화점은 약 300℃입니다.

피크르산은 황색 고체이며, 액체 상태가 아닙니다. 따라서 황색의 액체라는 설명은 틀렸습니다. 피크르산은 쓴맛과 독성이 있고, 특정 금속과 반응하여 폭발 위험 물질을 생성하며, 에테르와 알코올에 녹는다는 점은 올바른 설명입니다. 핵심 개념은 피크르산의 물리적 상태(고체)와 그 외의 화학적 성질입니다.

정답은 1번 트리니트로톨루엔입니다. 질산에스테르류는 질산과 알코올이 결합하여 생성된 에스테르 화합물을 의미합니다. 질산에틸, 니트로글리세린, 니트로셀룰로오스는 모두 이러한 질산에스테르류에 속합니다. 반면 트리니트로톨루엔은 질산과 알코올의 에스테르 결합이 아닌, 톨루엔에 니트로기(-NO2)가 직접 결합한 니트로 화합물로, 질산에스테르류와는 화학적 구조가 다릅니다.

니트로셀룰로오스는 폭발성이 강해 안정성을 위해 물에 적셔 보관하는 것이 일반적입니다. 석유 속에 저장하면 오히려 위험성이 증가할 수 있어 3번 보기가 틀렸습니다. 니트로셀룰로오스는 셀룰로오스를 질산과 황산으로 니트로화시켜 제조하며, 열에 의해 분해 및 발화될 수 있습니다.

질산은 강력한 산화제이자 부식성 물질로, 물과 혼합 시 발열하는 성질이 있습니다. 하지만 질산 자체는 연소성이 없어 다른 물질의 연소를 돕는 역할을 합니다. 따라서 연소성이 있다는 설명은 틀렸습니다.

질산칼륨(KNO₃)을 약 400℃에서 가열하면 열분해되어 아질산칼륨(KNO₂)과 산소(O₂)가 생성됩니다. 이는 질산염의 일반적인 열분해 반응으로, 높은 온도에서 질산염의 산소 원자가 분리되면서 아질산염이 되는 과정입니다. 따라서 정답은 3번입니다.

제6류 위험물은 산화성 액체로, 다른 물질을 산화시키는 성질을 가진 물질입니다. 염산은 산성 물질이지만 산화성이 강하지 않아 제6류 위험물에 해당하지 않습니다. 질산, 과염소산, 과산화수소는 모두 강한 산화성을 지녀 제6류 위험물에 속합니다.

질산은 직사일광에 노출되면 **광화학적 분해**를 일으킵니다. 이 과정에서 질산은 **이산화질소(NO2)**라는 붉은 갈색 기체를 발생시키며 분해됩니다. 따라서 붉은 색으로 변하는 것은 이산화질소의 색깔 때문이며, 분해되어 이산화질소를 발생시킨다는 것이 핵심입니다.

과염소산은 매우 강한 산화제이며, 물과 격렬하게 반응하여 열을 방출하는 **발열 반응**을 일으킵니다. 이 과정에서 과염소산은 물에 용해되면서 이온화되고, 이 과정에서 상당한 양의 에너지가 열 형태로 방출됩니다. 따라서 2번 연소반응은 과염소산과 물의 반응을 직접적으로 설명하는 것이 아니며, 1번 중합반응이나 3번 흡열반응과는 거리가 멉니다.

이 문제는 위험물안전관리법에 따른 이동탱크저장소 차량의 표지 설치 규정에 관한 것입니다. "위험물" 표지의 바탕색은 **흑색**으로 규정되어 있습니다. 이는 위험물의 종류에 따라 다양한 색상이 사용될 수 있지만, "위험물"이라는 일반적인 경고 표지는 흑색 바탕에 흰색 글씨로 통일하여 명확하게 인식하도록 하기 위함입니다.

유기과산화물은 **제5류 위험물**로 분류되며, 자체적으로 산소를 포함하고 있어 **가연성 물질과 혼합 시 폭발적으로 반응**할 수 있습니다. 따라서 질식소화는 효과적이지 않으며, 산화제나 환원제와 함께 보관하는 것은 매우 위험합니다. 유기과산화물의 **지정수량은 약 10kg**으로, 이는 다른 위험물에 비해 상대적으로 적은 양으로도 위험성이 크다는 것을 나타냅니다.

적린은 공기 중에 방치해도 자연 발화하지 않으며, 자연 발화하는 것은 백린입니다. 따라서 2번 보기가 틀렸습니다. 적린은 비금속 원소이며, 화재 시 냉각 소화가 가능하고 산화제와 격리하여 저장해야 하는 성질을 가지고 있습니다.

정답은 4번 산화프로필렌입니다. 산화프로필렌은 증기압이 높아 쉽게 증발하며, 피부에 닿으면 동상과 유사한 냉각 효과를 일으킵니다. 또한, 구리(Cu), 은(Ag), 수은(Hg)과 같은 금속과 반응하여 폭발성이 강한 화합물을 생성하는 특징을 가지고 있습니다.

제 5류 위험물은 자기반응성 물질로, 외부에서 산소를 공급받지 않아도 스스로 산화되어 연소하는 특징을 가집니다. 따라서 화기 접근, 마찰, 충격을 피하고 통풍이 잘되는 냉암소에 저장하는 것이 중요합니다. 물은 일부 5류 위험물의 반응을 촉진하거나 폭발을 유발할 수 있으므로 격리하여 저장해야 합니다.

탄화칼슘은 물과 반응하여 아세틸렌 가스를 발생시키는데, 아세틸렌은 매우 가연성이 높아 위험합니다. 프스겐, 인화수소, 이황산가스는 탄화칼슘과 반응하여 위험한 물질을 생성하거나 자체적으로 유독하고 위험한 가스입니다. 반면 질소 가스는 비활성 기체로 탄화칼슘과 반응하지 않고, 아세틸렌의 농도를 희석시켜 폭발 위험을 낮추는 역할을 하므로 가장 적절한 봉입 가스입니다.

마그네슘은 **제2류 위험물**에 해당합니다. 제2류 위험물은 **가연성 고체**로, 쉽게 불타는 성질을 가진 물질들을 분류합니다. 마그네슘은 이러한 가연성 고체의 특성을 가지므로 제2류 위험물로 분류됩니다.

정답은 1번 벤젠입니다. 벤젠은 물에 잘 녹지 않는 대표적인 유기 용매이며, 동시에 인화성이 매우 높아 쉽게 불이 붙는 액체입니다. 보기의 다른 물질들은 물에 잘 녹는 편이거나 벤젠만큼 물에 녹지 않는 성질을 가지지 않습니다.

휘발유는 비극성 물질로 물에 잘 녹지 않으며 밀도가 물보다 낮아 물 위에 뜬다는 특징이 있습니다. 또한, 휘발유의 주성분은 탄소와 수소로 이루어진 알칸 또는 알칸계 탄화수소입니다. 하지만 휘발유는 전기전도성이 매우 낮아 정전기 발생의 위험이 있으며, 이는 정답이 2번인 이유입니다.

이소프로필알코올은 물에 잘 녹는 극성 분자이므로 3번 보기는 옳지 않습니다. 이소프로필알코올은 알코올의 일반적인 특성인 탈수 반응을 통해 프로필렌을 생성하고, 탈수소 반응을 통해 케톤인 아세톤을 생성하며, 상온에서 무색투명한 액체 상태를 유지합니다.

황(사방황)은 노란색 고체로, 물에는 잘 녹지 않지만 **이황화탄소(CS₂)에는 잘 녹는 성질**을 가지고 있습니다. 이는 황의 분자 구조와 극성 때문에 나타나는 특징으로, 용해도에 대한 중요한 개념입니다. 또한 황은 비금속 원소로 전기 전도성이 낮으며, 연소 시에는 주로 이산화황(SO₂) 가스를 발생시키며 푸른색 불꽃을 냅니다.

정답은 3번, 90일입니다. 위험물안전관리법에 따르면 지정수량 이상의 위험물을 제조소 등이 아닌 장소에서 임시로 저장 또는 취급하려면 소방서장의 허가를 받아야 하며, 이때 허용되는 기간은 최대 90일입니다. 이는 위험물의 안전한 관리를 위해 임시 저장 및 취급에 대한 엄격한 규정을 두고 있음을 보여주는 핵심 개념입니다.

트라이에틸알루미늄((C₂H₅)₃Al)은 공기 중 산소와 반응하여 연소하며, 이 과정에서 알루미늄은 산화되어 산화알루미늄(Al₂O₃)을 생성합니다. 에틸기는 탄소와 수소로 이루어져 있어 연소 시 이산화탄소와 물이 생성되지만, 문제에서 제시된 보기에는 포함되어 있지 않습니다. 따라서 연소 후 알루미늄이 산화된 형태인 Al₂O₃가 주로 생성되는 물질입니다.

과산화수소는 **안정제**가 첨가되지 않은 순수한 상태에서만 자연 발화의 위험이 있습니다. 일반적으로 시판되는 과산화수소는 분해를 억제하는 안정제가 포함되어 있어 자연 발화 위험은 매우 낮습니다. 따라서 1번 보기가 틀렸으며, 이는 과산화수소의 **안정성**과 관련된 핵심 개념입니다.

증기비중은 해당 물질의 증기 밀도를 공기 밀도로 나눈 값으로, 분자량과 비례합니다. 보기 중 등유는 벤젠, 메틸알코올, 에테르보다 분자량이 크기 때문에 증기비중이 가장 큽니다. 따라서 정답은 등유입니다.

제6류 위험물은 산화성 액체이며, 대부분 무기화합물에 해당합니다. 지정수량은 300kg으로 통일되어 있습니다. 물보다 가볍다는 것은 제6류 위험물의 공통적인 성질이 아니라, 제4류 위험물 중 일부의 특성이므로 정답이 아닙니다.

제2류 위험물은 가연성 고체로, 산화제나 화기와의 접촉을 피하고 용기 파손 및 누출 방지가 중요합니다. 4번 보기는 금속분 화재 시 냉각 소화는 맞지만, 일반적인 제2류 위험물 화재에는 마른 모래 외에 분말 소화기 등 다양한 소화 방법이 사용될 수 있어 틀린 대책입니다. 핵심은 제2류 위험물의 특성(가연성 고체)과 그에 따른 예방 및 진압 방법을 이해하는 것입니다.

이 문제는 타원형 탱크의 내용적을 구하는 공식을 묻고 있습니다. 타원형 탱크는 타원체의 일부로 볼 수 있으며, 타원체의 부피 공식은 $V = \frac{4}{3}\pi abc$ 입니다. 여기서 $a, b, c$는 타원체의 세 축의 반지름입니다. 문제에서 제시된 타원형 탱크의 경우, 탱크의 길이 방향으로의 반지름을 $R$, 단면의 장축 반지름을 $A$, 단면의 단축 반지름을 $B$라고 한다면, 탱크의 내용적은 이 타원체의 부피 공식에서 길이에 해당하는 부분을 고려하여 다음과 같이 표현됩니다. 정답 1번: $V = \pi R A B$ 이 공식은 타원체의 부피 공식에서 길이가 $2c$에 해당한다고 볼 때, $c$ 대신 $R$을 사용하여 탱크의 길이 방향으로의 부피를 나타낸 것입니다. 즉, 단면의 넓이($\pi AB$)에 탱크의 길이($2R$)를 곱한 것이 아니라, 타원체의 부피 공식을 변형하여 탱크의 내용적을 나타낸 것입니다. **핵심 개념:** 타원체의 부피 공식과 이를 응용한 입체 도형의 부피 계산.

정답은 4번입니다. 위험물안전관리법상 제5류 위험물(자기반응성 물질)은 제3류 위험물(자연발화성 물질 및 금수성 물질)과 혼재할 경우, 혼재 기준(지정수량의 1/10 초과)을 초과하면 혼재가 금지됩니다. 이는 두 위험물이 반응하여 화재나 폭발의 위험을 증가시키기 때문입니다.