1류 위험물 과염소산칼륨, 과염소산나트륨, 과염소산암모늄, 과염소산마그네슘 반응식 및 특징

과염소산 염류는 위험물 안전관리법 제1류 위험물인 산화성고체 중 하나로 아염소산염류, 염소산염류, 무기과산화물과 함께 지정수량 50kg인 물질 중 하나입니다. 위험물 기능장 및 위험물 산업기사 자격증 시험에는 제6류 위험물인 과염소산과 제1류 위험물인 과염소산염류를 교묘히 섞어 헷갈리게 문제를 출제하는 경우가 있습니다.

 

 

주로 위험물기능장 필기 시험이나, 위험물산업기사 필기 시험에서 과년도 문제로 자주 출제되는 문제로 간단한 유형의 문제로 쉽게 넘어갈 수 있습니다.

 

 

염소산염류의 경우 위험물 안전관리법 제1류 위험물 산화성 고체로 전체적인 특성은 아래 1류 위험물 산화성고체 특성이 있는 아래 링크 참조 바랍니다.

 

위험물 안전 관리법 제1류 산화성고체 특징, 색상, 소화방법

산화성고체 과염소산 염류 종류

 

과염소산 염류란 과염소산(HClO4)의 수소기(분자식 앞에 있는 H)가 다른 금속 또는 다른 원자단으로 치환된 염류를 말합니다. 염소산(HClO3)을 기준으로 아염소산은 염소산에서 산소가 하나 빠진 분자(HClO2), 과염소산은 산소가 하나 더해진 분자(HClO4)로 볼 수 있습니다.

 

 

위험물 기능장, 산업기사 자격시험에 주로 나오는 과염소산 염류는 나트륨(Na), 칼륨(K) 등으로 치환되며 염소산 염류들이 거의 동일하게도 시험에서 주로 나트륨, 칼륨, 암모늄 등 크게 3가지 물질이 주로 출제됩니다. 

 

 

 

 

같은 류의 위험물로 같은 지정수량, 물질의 색상 등 거의 동일하기 때문에 [아염과]로 한 번에 묶어 공부하시는 것을 추천합니다. 공부를 하다가 느낀점은 염소산염류와 관련된 사항이 시험에서 나오는 유형은 점수를 주기 위한 문제로 나오는 것 같습니다. 

 

 

산소를 포함하고 있다보니 대부분 산소를 발생하는 반응을 하게 되며, 대부분의 1류 위험물이 그렇듯 생상도 흰색으로 눈에 익을 정도로만 하면 좋겠습니다. 

 

 

단, 문제가 어렵게 나오는 경우 과염소산염류의 분해반응보다는 폭발반응으로 출제가 되는데요. 물질의 염소산염류가 염소가 포함되어있는 물질이다보니 폭발할 경우 독성 가스인 염소(Cl2)가스가 발생되는 경우가 있어 반응식 암기에 주의하시기 바랍니다.

 

 

과염소산 염류의 경우 아염소산 염류, 염소산염류와 마찬가지로 지정수량은 50kg 그리고 위험등급은 I등급으로 구분되는 물질입니다.

 

 

과염소산염류의 종류는 많으나 문제에 주로 출제되는 사항은 다음과 같습니다.

 

 

과염소산나트륨 NaClO4

 

과염소산칼륨 KClO4

 

과염소산암모늄 NH4ClO4

 

과염소산마그네슘 MgClO4

 

 

 

과염소산나트륨(NaClO4, 과염소산소다)

과염소산나트륨의 경우 과염소산소다로도 불립니다. 주로 시험에서는 물질의 본 명칭인 과염소산나트륨에 대해 명명되어 나오므로 이름중 하나가 있다 정도로만 확인하고 넘어가면 되겠습니다.

 

 

과염소산나트륨은 무색, 무취의 사방정계 결정입니다. 물질의 특성상 조해성이 있으며 물, 알코올, 아세톤 등에 잘 녹는 특성을 가지고 있고, 에테르에는 잘 녹지 않습니다.(조해성이란 물을 흡수하는 성질로 대기중의 수분을 흡수하여 용해되는 성질을 말합니다.)

 

 

과염소산나트륨의 130℃ 정도로 가열하게 되면 분해하며 산소를 발생합니다. 과염소산나트륨의 분해 반응식은 다음과 같습니다.

 

 

과염소산나트륨 분해 반응식(130℃)

 

NaClO3 → NaCl + 2O2

 

 

또한 물질의 특성 상 약 308℃에서 사방정계에서 입방정계로 전이되는 특성을 가지고 있으며, 가연물, 유기물등과 혼합되어 있을 경우 마찰, 충격, 가열에 의해 폭발합니다.

 

 

따라서 이러한 특성으로 인해 주로 산화제나 폭약 등에 사용한다고 하네요.

 

 

 

과염소산나트륨 저장 및 취급 방법

과염소산염류는 다른 글에서도 설명한대로 산화성의 물질로서 분해 반응시 산소를 발생합니다. 따라서 인, 황, 탄소 등 가연물이나 유기물과 함께 저장할 경우 쉽게 폭발할 수 있는데요.

 

 

따라서 폭발할 수 있는 환경을 없애기 위해 해당 물질들과 격리된 상태로 보관하여야 합니다. 

 

 

과염소산염류는 다른 염소산염류, 아염소산염류 등과 비슷한 성질을 가지고 있으므로 환기가 잘되는 냉암소에 보관하도록하여야 합니다. 또한 공통적인 특징으로 조해성을 가지고 있기 때문에 항시 방습에 주의해야겠습니다.

 

 

물론 이러한 성질들을 물질별로 암기하고 확인하는게 자격 시험의 합격에 조금 더 다가가는 한 걸음이 되긴 하겠지만 물질의 종류와 성질만 외우고 시험을 치르기엔 시험에선 너무 다양한 문제가 나오게 됩니다. 

 

 

물질의 저장 및 취급 방법 등에 대한 사항은 1류 전반적인 사항으로 이해하시면 되겠습니다.

 

과염소산칼륨(KClO4, 과염소산칼리, 과클로로산칼리)

과염소산칼륨 또한 과염소산칼리, 과클로로산칼리 등 다양한 이름으로 불립니다. 하지만 시험에서는 마찬가지로 과염소산칼륨이라는 정해진 명칭으로만 출제가 되는것 같습니다. 위험물기능장, 위험물산업기사 과년도 문제를 풀어보며 확인해보면 다른 이름으로 사용됨은 확인이 어려웠습니다.

 

 

과염소산칼륨은 무색, 무취의 사방정계 결정입니다. 물, 알코올, 에테르 등에 잘 녹지 않는 성질을 가지고 있습니다. 과염소산칼륨의 경우 염소산칼륨에 비해 상대적으로 안정한 편이기는 하지만, 다른 산화성 고체와 마찬가지로 마찰, 충격, 가열에 의해 분해하는 성질을 가지고 있습니다.

 

 

과염소산칼륨의 경우 400℃에서 분해 반응을 하며 610℃에서 완전 분해됩니다. 과염소산칼륨의 분해 반응식은 다음과 같습니다.

 

 

과염소산칼륨 분해 반응식(400℃~610℃)

 

KClO4 → KCl + 2O2

 

 

그 밖에 진한 황산과 접촉하면 폭발성 가스를 생성하고 폭발할 위험이 있으며, 유기물이 혼합되어 있을때 마찰, 가열, 충격에 의해 폭발합니다.

 

 

따라서 과염소산칼륨을 저장할 경우 가연물, 유기물 등과 함께 저장을 지양해야 합니다.

 

 

과염소산암모늄(NH4ClO4, 과염소산암몬)

과염소산암모늄은 과염소산암몬으로도 불리는 물질입니다. 마찬가지로 과염소산의 수소가 암모늄으로 치환된 물질입니다.

 

 

과염소산 암모늄은 무색, 무취의 결정으로 상온에서는 사방정계, 240℃ 이상에서는 입방정계의 특징을 갖습니다. 물, 알코올, 아세톤에는 잘 녹으나 에테르에는 잘 녹지 않는 특성을 가지고 있습니다. 과염소산염류의 경우 물질에 따라 물에 잘 녹는 물질, 잘 녹지 않는 물질 등으로도 나뉘게 됩니다.

 

 

문제를 정말 어렵게 낸다면 이런 특성을 가지고 유추하여 반응식을 쓰라는 문제가 나올수도 있겠지만, 이건 일부러 시험을 불합격시키기 위해 어렵게 꼬아서 낸 문제로 전문성과는 거리가 조금 멀어지지 않나 생각됩니다.

 

 

과염소산암모늄의 경우 황산 등 강산과 접촉하거나 가연물, 산화성 물질 등과 혼합할 경우 폭발할 우려가 있습니다. 황산과 접촉할 경우 6류 위험물인 과염소산을 생성하게 되는데요. 이런 특성을 가지고 시험에서 반응식을 물어볼 수 있지 않을 까 싶습니다.

 

 

과염소산암모늄-황산 반응식

 

NH4ClO4 + H2SO4 → NH4HSO4 + HClO4

 

 

또한 암모늄이 붙은 물질이기 때문에 상대적으로 반응성도 크게됩니다. 상온에서는 안정한편이지만 온도가 130℃에서 분해하기 시작하며 300℃정도에서 급격하게 분해하며 폭발합니다. 과염소산암모늄의 분해 폭발 반응식은 다음과 같습니다.

 

 

과염소산암모늄 분해 폭발 반응식(130℃~300℃)

 

NH4ClO4 → N2 + Cl2 + 2O2 + 4H2O

 

 

분해반응이 발생하면 위와 같이 질소, 염소, 산소, 수증기 등을 발생하며 급격히 팽창하게 됩니다. 이중 염소는 독성가스이기 때문에 물리적인 폭발의 위험성도 있지만 작업자에게 신체적인 피해도 입힐 수 있겠습니다.

 

 

그 외 특징은 과염소산칼륨 및 과염소산나트륨과 동일합니다.

 

과염소산마그네슘(Mg(ClO4)2)

과염소산마그네슘은 과염소산의 수소가 마그네슘으로 치환된 물질입니다. 상대적으로 위에서 나온 3가지 물질보다 출제의 빈도가 극히 낮긴 하지만 최근 신출 문제도 자주 나오고 있으므로 확인은 하는게 좋습니다.

 

 

과염소산마그네슘은 다른 1류 위험물과 마찬가지로 백색의 결정으로 색상이 동일합니다. 조해성이 강한 특징을 가지고 있으며 물, 에탄올에 녹습니다.

 

 

조해성이 있는 물질이기 때문에 해당 물질을 보관할 때 방수, 방습에 주의하여 보관해야 하며, 금속분, 가연물과 혼합되면 상황에 따라 폭발이 가능하기 때문에 주의해야 합니다.

 

 

과염소산마그네슘의 경우 다른 과염소산염류와 비슷한 특징을 가지고 있으므로 물질의 분자식 정도만 확인하고 넘어가도 괜찮습니다. 제 기억상 아직까지 과년도 문제에서는 본적이 없습니다.

 

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