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Safety Engineering/위험물

제4류 위험물 제1석유류 수용성 비수용성 종류 및 특징

by ONL 2021. 8. 26.
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제4류 위험물 중 특수 인화물을 제외한 나머지 물질들은 모두 인화점을 기준으로 물질의 기준이 나뉘게 됩니다. 따라서 다른 위험물 보다 더 많은 종류의 위험물이 있을 수밖에 없는데요.

 

제1석유류의 경우 수용성과 비수용성에 따라 또 구분이 되기 때문에 인화점을 기준으로 외우는 것도 중요하겠지만 수용성 및 비수용성에 따라 구분하여 암기하는 것이 더 중요합니다.

 

제1석유류의 경우 비수용성은 지정수량 200L, 수용성은 지정수량 400L로 구분되며, 위험등급은 II등급으로 구분됩니다.

 

작성된 글은 단순히 수용성 또는 비수용성 물질의 종류와 특성에 대해서만 작성된 사항으로 제4류 위험물의 공통 성질 및 소화 방법 등이 작성된 아래 링크의 글을 먼저 보는 것을 추천합니다.

 

위험물 안전관리법 제4류 위험물 인화성액체 종류 및 암기방법

 

위험물 안전관리법 제4류 위험물 인화성액체 종류 및 암기방법

위험물 기능장, 위험물 산업기사 등 자격증 취득 시 시험에서 많이 나오는 위험물이라고 하면 아무래도 제4류 위험물인 인화성 액체일 것입니다. 따라서 많은 공부 시간과 암기가 필요한데요.

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  • 제1석유류
  • 제1석유류 비수용성
  • 제1석유류 수용성

제1석유류

 

위험물 안전관리법상 제1석유류의 정의시행령 별표 1(위험물 및 지정수량)에서 정하고 있으며 다음과 같습니다.

 

"제1석유류"라 함은 아세톤, 휘발유 그 밖에 1 기압에서 인화점이 섭씨 21도 미만인 것

 

제1석유류의 구분단순하게 인화점이 21도 미만인 것으로 정해져 있으며, 물질의 특성에 따라 수용성 혹은 비수용성으로 나뉘게 되며 각각의 지정수량이 다르기 때문에 별도로 보고 공부하는 것이 좋습니다.

 

또한 제4류 위험물의 경우 문제에 나올 경우 지정수량이 400L인 물질을 모두 찾으라는 등 물질의 지정수량을 얼마나 알고 있는지를 평가하는 문제도 있기 때문에, 수용성과 비수용성 중 어느 것에 해당하는지에 대해서도 알아야 합니다.

 

제1석유류 비수용성

 

제1석유류의 비수용성은 크게 가솔린, 벤젠, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 콜로디온, 초산에틸, 초산 메틸, 의산 에틸, 의산 메틸, 에틸벤젠, 시클로헥산, 아크릴로니트릴 등이 있습니다. 

 

종류가 참 많습니다. 시험에 뭐가 나올지 모르니까 외우긴 해야 하는데, 쉽지 않습니다. 제1석유류 쉽게 암기하는 방법은 글 상단의 제4류 위험물 종류 및 암기방법 링크에서 다루고 있습니다.

 

제1석유류 비수용성 각 물질에 대한 특성은 다음과 같습니다.


1. 휘발유

휘발유는 가솔린이라고도 불립니다. C5H12 ~ C9H20의 탄화수소들이 혼합되어 있는데요. 따라서 탄소수가 5개에서 9개의 포화 또는 불포화 탄화수소의 혼합물입니다.

 

휘발유의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 : -20~-43℃
  • 비점 : 30~225℃
  • 연소범위 : 1.4~7.6%
  • 물에 녹지 않으며, 유기용제에 잘 녹음
  • 고수, 수지, 유지 등을 용해시킴
  • 전기의 부도체
  • 공업용은 무색
  • 자동차용은 황색
  • 항공기용은 청색 또는 주황색
  • 비전도성으로 정전기에 의한 인화 위험

 

참고로 옥탄 값은 연소성 측정 기준으로 식은 다음과 같습니다.

 

옥탄 값 = 이소 옥탄/(이소 옥탄+노르말 헵탄) * 100


2. 벤젠

벤젠은 대표적인 방향족화합물 중 하나입니다. C6H6의 분자식을 가지고 있는 물질로 인화성 액체이면서 독성을 가지고 있는 위험한 물질로 취급 시 주의해야 하는 물질입니다.

 

벤젠의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 -11℃
  • 발화점 : 498℃
  • 연소범위 : 1.4~7.8%
  • 무색투명한 액체
  • 마취성 독성이 있는 증기
  • 물에 녹지 않음
  • 알코올, 에테르 등에 잘 녹음
  • 유지, 수지, 고무 등 용해
  • 탄소수에 비해 수소수가 적어 연소 시 그을음 발생
  • 겨울에는 고체(융점 5.5℃)

3. 톨루엔

톨루엔의 경우 벤젠의 수소가 메틸기로 치환된 물질로 메틸벤젠이라고도 불리는 물질입니다. C5H5CH3의 분자식을 가지고 있는 물질입니다.

 

상대적으로 벤젠보다는 독성이 적으나 상대적으로 적을 뿐 노출될 경우 인체에 유해한 것은 똑같기 때문에 취급 시 주의해야 하는 물질입니다.

 

톨루엔의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 : 4℃
  • 발화점 : 550℃
  • 연소범위 : 1.4~6.7%
  • 무색투명한 액체
  • 물에 녹지 않음
  • 유기용제 등에 잘 녹음
  • 수지, 유지, 고무 등 용해
  • 산화반응 시 벤조산(C6H5COOH)
  • 이산화질소(NO2)와 혼합 시 폭발 가능
  • 삼불화브롬(BrF3)과 혼합 시 폭발 가능

4. 자일렌

자일렌의 경우 크실렌 또는 디메틸 벤젠이라고도 불리는 물질입니다. 벤젠에 수소 2개가 2개의 메틸기와 치환된 물질로 메틸기의 위치에 따라 o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌으로 나뉘게 되며 약간씩 물성이 바뀌게 됩니다.

 

자일렌의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 : 17~23℃
  • 발화점 : 463~530℃
  • 연소범위 : 1~7%
  • 무색투명한 액체
  • 물에 녹지 않음
  • 단맛이 있음
  • 염소산 염류와 접촉 시 혼촉발화 폭발
  • 질산 염류, 질산과 접촉 시 혼촉발화 폭발

5. 콜로디온

이름이 특이한 콜로디온 또한 제1석유류 인데요. 콜로디온이란 단순한 물질의 명칭이라기보다는 질화면(니트로 셀룰로오스)을 에틸알코올 75%, 에테르 25%의 혼합액에 녹인 물질을 콜로디온이라고 합니다.

 

C12H16O6(NO3)4-C13H17(NO3)3의 분자식을 가지고 있는 물질입니다. 이해하기보다는 콜로디온이라는 물질이 제1석유류의 비수용성이다. 정도만 봐도 무방할 것 같네요.

 

콜로디온의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 : -18℃
  • 무색투명한 액체
  • 끈기 있는 액상
  • 늘리면 용제는 휘발하고 질화면의 막만 남아 필름 형태를 만듦
  • 연소할 경우 폭발적으로 연소(질화면 때문)
  • 밀봉, 밀전하여 보관

6. 메틸에틸케톤

메틸에틸케톤은 앞글자를 따서 MEK로 불리는 물질입니다. CH3COC2H5의 분자식을 가지고 있는데요.

 

아세톤의 경우 케톤기에 메틸기 2개가 붙어 디메틸케톤이지만, 메틸에틸케톤의 경우 케톤기에 메틸기 하나, 에틸기 하나가 붙어 메틸에틸케톤이 되었습니다.

 

MEK의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 인화점 : -1℃
  • 발화점 : 516℃
  • 연소범위 : 1.8~10%
  • 무색투명한 액체
  • 아세톤과 같은 냄새
  • 용해도 약 26%로 물에 녹긴 함
  • 유기용제에 잘 녹음
  • 수지, 유지 등 용해시킴
  • 500℃이상 가열 시 열분해
  • 탈지 작용이 있음

7. 초산 에스테르류

초산 에스테르류의 경우 아세트산 에스테르류라고도 합니다. 아세트산(초산)의 카르복실기에 붙어 있는 수소가 알킬기로 치환된 물질로 CH3COOR의 분자식을 갖습니다. 여기서 R은 CnH2n+1의 알킬기입니다.

 

초산 에스테르류의 경우 메틸기로 치환된 경우 초산 메틸, 에틸기로 치환된 경우 초산에틸, 다시 프로필기로 치환된 경우 초산 프로필이 됩니다.

 

초산 에스테르류의 특성은 다음과 같습니다.

 

  • 분자량 증가에 따라 수용성 감소
  • 분자량 증가에 따라 연소범위 감소
  • 분자량 증가에 따라 휘발성 감소
  • 분자량 증가에 따라 인화성 증가
  • 분자량 증가에 따라 점도 증가
  • 분자량 증가에 따라 발화점, 비중 낮아짐

초산 메틸

  • 인화점 : -10℃
  • 발화점 : 450℃
  • 연소범위 : 3.1~16%
  • 무색의 휘발성 액체
  • 향기가 나며 마취성
  • 물, 유기용제에 잘 녹음
  • 가수분해하면 초산과 메탄올 생성
  • 가수분해 반응식 : CH3 COOCH3 + H2O → CH3COOH + CH3OH

초산에틸

  • 인화점 : -4.4℃
  • 발화점 : 427℃
  • 연소범위 : 2.2~11%
  • 무색투명한 액체
  • 딸기향
  • 물에 약간 녹음
  • 유기용제에 잘 녹음
  • 가수분해할 경우 초산과 에탄올 생성
  • 가수분해 반응식 : CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + C2H5OH

초산 프로필

  • 인화점 : 14℃
  • 발화점 : 450℃
  • 연소범위 : 2~8%
  • 무색투명한 액체
  • 과일향이 남
  • 물에 약간 녹음
  • 유기용제에 잘 녹음

8. 의산 에스테르류

의산 에스테르류란 의산(개미산)의 카르복실기의 수소가 알킬기로 치환되어 생성된 물질입니다. 의산이 개미산이기 때문에 개미산 에스테르류라고도 불립니다.

 

초산 에스테르와 마찬가지로 수소가 메틸, 에틸, 프로필기 중 어느 것에 치환되느냐에 따라 물질이 달라집니다. 의산 에스테르류의 특성은 다음과 같습니다.

 

의산 메틸(HCOOCH3)

  • 인화점 : -19℃
  • 발화점 : 456℃
  • 연소범위 : 5.9~20%
  • 무색투명한 액체
  • 럼주 향
  • 물에 녹고, 유기용제에 잘 녹음
  • 가수분해할 경우 의산과 메탄올 생성
  • 가수분해 반응식 : HCOOCH3 + H2O → HCOOH + CH3OH

의산에틸(HCOOC2H5)

  • 인화점 : -20℃
  • 발화점 : 455℃
  • 연소범위 : 2.7~13.5%
  • 무색투명한 액체
  • 럼주 향
  • 가수분해할 경우 의산과 에탄올 생성
  • 가수분해 반응식 : HCOOC2H5 + H2O → HCOOH + C2H5OH 

의산프로필(HCOOC3H7)

  • 인화점 : -3℃
  • 발화점 : 455℃
  • 연소범위 : 2.9~11.4%
  • 무색투명한 액체

9. 시클로헥산

시클로헥산은 사이클로헥산인데 명명은 시클로헥산으로 합니다. C6H12의 분자식을 가지는 물질입니다.

 

시클로헥산의 특성은 다음과 같습니다.

  • 인화점 : -20℃
  • 발화점 : 245℃
  • 연소범위 : 1.3~8%
  • 무색투명한 액체
  • 석유와 비슷한 냄새
  • 물에 녹지 않음
  • 유기화합물을 녹임
  • 산화제와 혼촉 할 경우 발화 가능

 

제1석유류 수용성

 

제1석유류 수용성은 생각보다 많지 않습니다. 아세톤, 피리딘, 시안화수소, 아세토니트릴 등이 있는데요. 물론 찾아보면 훨씬 많은 종류의 수용성 물질이 있겠지만, 시험에 주로 나오는 물질은 몇 종류 되지 않습니다.

 

각 물질 별 특성에 대해 보면 다음과 같습니다.

 

1. 아세톤

아세톤의 경우 디메틸케톤으로 CH3COCH3의 분자식을 가지고 있습니다. 제1석유류의 정의에도 나오는 것처럼 대표적인 수용성 물질로 알려져 있는데요. 

 

아세톤의 특성은 다음과 같습니다.

  • 인화점 : -18℃
  • 발화점 : 538℃
  • 연소범위 : 2.6% ~ 12.8%
  • 무색의 자극성 냄새
  • 물과 유기용제에 잘 녹음
  • 햇볕을 받으면 분해되어 황색으로 변색
  • 고무, 유지, 수지 등을 용해 시킴
  • 요오드포름 반응

2. 피리딘

피리딘의 경우 아딘이라고도 불리는 물질입니다. 피리딘은 C5H5N의 분자식을 가지고 있습니다.

 

피리딘의 특성은 다음과 같습니다.

  • 인화점 : 20℃
  • 발화점 : 482℃
  • 연소범위 : 1.8~12.4℃
  • 순수한 것은 무색
  • 불순물을 포함하면 담황색
  • 알칼리성 액체
  • 독성을 가지고 있는 물질
  • 강한 악취
  • 물에 잘 녹음
  • 질산과 혼합하여 가열 시 안정

3. 아세토니트릴

아세토니트릴의 특성은 다음과 같습니다.

  • 인화점 : 2℃
  • 발화점 : 524℃
  • 연소범위 : 3~17%
  • 분자량 : 41
  • 중합 반응에 의한 폭발 가능
  • 연소 중 유독가스 발생 가능

4. 시안화수소

시안화수소는 매우 유해하면서 위험한 물질로 알려져 있습니다. HCN의 분자식을 가지고 있는 물질입니다.

 

시안화수소의 특성은 다음과 같습니다.

  • 인화점 : -17.8℃
  • 발화점 : 525℃
  • 연소범위 : 5.5~46.5%
  • 분자량 : 27
  • 극인화성 액체
  • 중합 반응에 의한 폭발 가능

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