연소 (Combustion) 정의 및 개념 Part.4(연소생성물)

연소 생성물

물질이 연소할 때 화학변화에 의해 처음 물질과는 다른 연소 생성물이 생성되며, 이러한 연소 생성물에는 연소가스, 열, 연기, 불꽃 등이 있다.

 

연소가스

연소 후 생기는 가스의 종류는 가연물의 화학적 성질과 연소상태에 따라 다르게 나타나며, 화재가 발생한 경우 여러 종류의 연소가스가 만들어진다. 연소가스란 연소 생성물 가운데 기체로 된 것을 일컫는다. 대부분의 가연성 물질은 탄소를 포함하고 있고 이 탄소가 연소할 때 산소의 공급이 충분하면 이산화탄소(CO2)가 되고, 산소의 공급이 부족하면 일산화탄소(CO)가 생성된다. 연소가스에는 이 외에도 이산화황(SO2), 암모니아(NH3), 시안화수소(HCN), 포스겐(COCl2), 포름알데히드(CH2O) 등이 발생한다. 이러한 연소가스들은 독성의 위험이 있으며, 연소가스 주면 사람의 피부나 호흡기를 통해 인체에 손상을 주게 된다. 이런 독성가스들은 마취성, 자극성, 감지할 수 없는 가스, 체내 산소결핍 유도 등 발생할 수 있으며, 두 가지 이상의 가스가 동시에 흡입되면 그 전체적인 독성효과는 개개의 독성효과보다 더 커지게 된다.

 

 

Fig.1 가연물이 연소할 경우 연소가스, 빛, 열, 연기 등이 발생한다.

 

열(Heat)

연소라는 산화반응을 진행하는 동안 빛과 열이 발생한다. 이중 열은 연소의 가장 큰 원인이 되고 인체표면의 화상, 열기를 호흡함에 따른 기도의 열상과 고온 환경으로 인한 체온 조절 기능 상실과 호흡량의 증가로 이어진다. 약 145도 이상의 열이 발생할 경우 사람의 생존이 어렵고, 습기가 존재하는 곳에서는 더욱 힘들어진다.

 

연기(Smoke)

고체나 기체가 연소한 경우 그때 생기는 연소 생성물 중에 고체나 기체의 미립자가 들어 있을 때 온도에 의해 그것을 눈으로 볼 수 있는 상태가 되는데 이를 연기라고 한다. 고체 또는 액체의 입자로 0.01 마이크로 m 에서 수십 마이크로미터의 직경을 가진다.

 

연기는 매우 작은 액적 또는 고체 입자로 구성되어 있다. 목재와 같은 일반 가연물이 탈 때 생기는 연소가스는 수증기, 일산화탄소, 이산화탄소, 포름알데히드, 개미산, 초산 등이 포함되어 있다.

 

이들 가스 성분은 대량 발생되며 응축되어 액상의 작은 입자인 타르를 생성하며, 타르 입자는 분해되어 탄소 입자가 되기도 한다. 이렇게 발생한 타르 및 탄소에 의해 연기가 눈에 보이게 된다.

 

연소가스가 열 및 독성 등으로 인체에 해를 미치는 것과 마찬가지로 연소가스에 분산된 고체 및 액체 입자도 인체에 유해하므로 주의해야 한다. 연기의 큰 위험성 중 하나는 연소가스가 공간 안에 가득 차 있으면 시야도 그만큼 좁아지게 되고, 결국 보행속도가 낮아져 피난이 더욱 어려워진다.