[위험물 기능장] 제4류 위험물 관련문제 - 1
위험물 관련 시험내용 중 가장 많은 부분을 차지하는 게 아마도 제4류 위험물 인화성 액체와 관련된 내용이 아닐까 싶습니다. 그만큼 공부해야 하는 양이 많지만 공부한 만큼 점수를 얻기 유리한 분야이므로 자주 나오는 물질들 위주로 반복해서 문제를 풀어주면 도움이 됩니다.
위험물 안전관리법 시행령 별표 1에 따른 제4류 위험물(인화성 액체)의 분류는 다음과 같습니다.
| 위험물 | 지정수량(단위:리터) | 위험등급 | |||
| 유별 | 성질 | 품명 | |||
| 제4류 | 인화성 액체 | 1. 특수인화물 | 50 | I | |
| 2. 제1석유류 | 비수용성액체 | 200 | II | ||
| 수용성액체 | 400 | ||||
| 3. 알코올류 | 400 | ||||
| 4. 제2석유류 | 비수용성액체 | 1,000 | III | ||
| 수용성액체 | 2,000 | ||||
| 5. 제3석유류 | 비수용성액체 | 2,000 | |||
| 수용성액체 | 4,000 | ||||
| 제4석유류 | 6,000 | ||||
| 동식물유류 | 10,000 | ||||
▣ 제4류 위험물 특성
| 제4류 위험물 (인화성 액체) | |
| 공통특성 | - 화기 등에 의한 인화, 폭발의 위험이 크다. - 증기비중은 1보다 커서 낮은 곳에 체류하고 낮게 멀리 이동. - 일반적으로 전기의 부도체로 정전기가 축적되기 쉽고 정전기의 방전불촉에 의하여 인화하는 것이 있음. |
| 저장 및 취급 | - 저장 취급시 인화점이하로 유지. - 통풍이 잘되는 냉, 암소에 저장 취급. - 화기나 점화원으로부터 멀리 떨어져서 저정/취급 - 정전기 발생에 주의하고 정전기에 의한 재해를 예방하는 조치를 하여야 한다. |
| 소화방법 | - 포, 이산화탄소, 할로겐화합물, 분말, 무상의 강화액 등으로 소화. - 수용성의 위험물화재에는 수용성이 아닌 특수한 내알코올포(수용성 위험물용 포소화약제)를 사용한다. |
▣ 제4류 위험물 중 벤젠(C6H6)
제4류 위험물에는 다양한 인화성 액체가 속하지만 그중에서 벤젠은 가장 기본적인 인화성 액체로 공부를 해두는 것이 좋습니다.
벤젠(C6H6)은 대표적인 방향족 탄화수소로서 수산기(OH) , 메틸기(CH3) 등과의 치환반응으로 페놀(C6H5OH), 톨루엔(C6H5CH3) 등의 또 다른 제4류 위험물로 변화하며 이렇게 변한 제4류 위험물이 특정 조건에서 질산(HNO3)과 반응하게 되면 제5류 위험물(TNT, 피크르산 등)로 변화할 수 있습니다.
벤젠의 구조식을 작성할 때는 다음 두 가지 중 편한 방법으로 표현하면 되겠습니다.
◈ 벤젠의 물리적 특성 (★ 중요)
| 화학식 | 분자량 | 지정수량 | 위험등급 | 비중 | 융점 [℃] | 인화점 [℃] | 연소범위 [%] |
| C6H6 | 78 | 200리터 | II | 0.9 | 5.5 | -11 | 1.4 ~ 7.1 |
관련문제: 무색투명한 휘발성 액체로 알코올, 에테르 등 유기용제에 잘 녹으며 비중 0.89, 인화점 -11℃이고 겨울철에 동결되는 위험물에 대하여 물음에 답하시오.
① 위험등급
② 분자량
③ 연소반응식
풀이 및 답.
① 문제에서 '인화점 -11℃, 겨울철 동결'의 내용으로부터 해당 물질이 벤젠(C6H6)임을 알 수 있습니다. 벤젠의 융점은 약 5℃로 겨울철 영하의 날씨에서 응고될 수 있습니다.
벤젠(C6H6)은 제1석유류(비수용성)이며 제1석유류(비수용성)의 위험등급은 II입니다.
▶답: II
※ 해당 물질이 벤젠임을 모르는 경우라도 문제의 조건 인화점 -11℃에서 해당 물질이 제1석유류라는 것을 짐작하고 위험등급을 적으시면 됩니다.
1) 특수인화물 조건: 이황화탄소, 디에틸에테르 그 밖에 1기압에서 발화점이 섭씨 100도 이하인 것 또는 인화점이 섭씨 영하 20도 이하이고 비점이 섭씨 40도 이하인 것.
2) 제1석유류 조건: 아세톤, 휘발유 그 밖에 1기압에서 인화점이 섭씨 21도 미만인 것.
② 벤젠의 분자량은 분자식 C6H6 에서 (12*6)+(1*6)=78 임을 알 수 있습니다.
▶답: 78
③ 벤젠의 연소반응식은 다음과 같습니다.
▣ 벤젠에서 수소원자를 치환하여 생성된 제4류 위험물
◈ 톨루엔(C6H5CH3)
관련문제: 벤젠에서 수소 1개가 메틸기로 치환된 물질과 관련하여 다음을 답하시오.
①품명
②구조식
③지정수량
④증기비중
⑤진한 질산과 진한 황산으로 니트로화 시키면 생성되는 물질
풀이 및 답
톨루엔 물성(★중요)
| 화학식 | 품명 | 분자량 | 인화점 |
| C6H5CH3 | 제1석유류(비수용성) | 92 | 4℃ |
① 품명:℃
▶답: 제1석유류(비수용성)
▶문제에서 요구하는 것은 물질명이 아닌 품명이기 때문에 톨루엔을 쓰면 안 됩니다.
② 구조식
③ 지정수량:
▶답: 200리터
④ 증기비중:
분자량/29= 92/29 = 3.17
▶답: 3.17
⑤ 진한 질산과 진한 황산으로 니트로화 시키면 생성되는 물질:
▶답: 트리니트로톨루엔(TNT) [제5류 위험물]
※기타: 톨루엔의 인화점은 4℃ 입니다.
◈ 클로로벤젠(C6H5Cl)
관련문제: 다음 조건에 해당하는 물질에 대하여 다음 물음에 답하시오.
[조건]
- 제4류 위험물로서 증기비중이 약 3.9이고 벤젠을 철(Fe) 촉매하에 염소화시켜 제조한다.
- 황산을 촉매로 사용하여 클로랄과 이 물질을 반응시켜 DDT를 제조하는 데 사용한다.
[물음]
① 구조식
② 위험등급
③ 지정수량
④ 도선 접지 설치유무(이동탱크저장소에 한함.)
풀이 및 답.
① 조건에서 제시한 벤젠을 염소화, DDT 두 가지를 가지고 벤젠(C6H6) 고리에서 수소 1개가 염소로 치환된 클로로벤젠[C6H5Cl]임을 알 수 있습니다. ▶답: 클로로벤젠
② 클로로벤젠[C6H5Cl]의 위험등급은 클로로벤젠의 품명이 제2석유류(비수용성)이므로 II등급이 됩니다.
▶답: II
③ 제2석유류(비수용성)의 지정수량은 1,000리터입니다.
▶답: 1,000리터
④ 이동탱크저장소의 도선접지는 [위험물 안전관리법 시행규칙 [별표 10]의 VII. 접지도선]에 의하여
제4류 위험물 중
- 특수인화물
- 제1석유류
- 제2석유류
인 경우 접지도선을 설치해야 합니다. 클로로벤젠은 제2석유류 이므로 도선접지를 설치해야 합니다.
▶답: 설치해야 함.
※ 기타: 접지도선의 조건은 다음을 충족해야 합니다.
1) 양도체의 도선에 비닐 등의 전열차단재료로 피복하여 끝부분에 접지전극등을 결착시킬 수 있는 클립(Clip) 등을 부착할 것.
2) 도선이 손상되지 아니하도록 도선을 수납할 수 있는 장치를 부착할 것.
◈BTX
관련문제: 제4류 위험물인 BTX의 명칭과 화학식은?
풀이 및 답.
① B: Benzene
▶답: 벤젠, C6H6
② T: Toluene
▶답: 톨루엔, C6H5CH3
③ X: Xylene
▶답: 크실렌, C6H4(CH3)2
※ 크실렌[C6H4(CH3)2]은 벤젠[C6H6]에서 수소 2개가 메틸기[CH3]로 치환된 것으로 구조식은 다음과 같습니다.
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