위험물의 종류 및 화학반응식

 

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위험물의 종류와 화학반응식

 

【 기본 사항 】

 

가. 산화제 (1, 6류 위험물)

  열 분해 : 산소(O2) 방출

  알칼리 금속의 과산화물과 물(H2O) 반응 : 산소(O2) 방출

      ⊙ 염류와 물(H2O) 반응 : 수산화(-OH) 금속 방출

      ⊙ 염류와 이산화탄소(CO2) 반응 : 탄산(CO3) 금속방출 + O2 방출

   ※ 제1류 위험물(조해성, 수용성) : 물과 반응하지 않으므로 물반응식이 따로 없으며 불연성으로 연소되지 않아 산화반응

                                                          이 없음

   ※ 알칼리 금속, 과산화물은 마른 모래, 팽창 질석 등으로 질식 소화를 한다.

 

나. 환원제

   금속(철금마 : 철분, 금속분, 마그네슘)과 물(H2O) 반응 : 수소(H2) 또는 가연성 가스 방출

   탄소화합물(유기화합물) 연소 : 이산화탄소(CO2)와 물(H2O) 방출

    ※ 제4류 위험물(인화성 액체) : C, H + O2 → CO2 + H2O

 

1. 제1류 위험물 :　산화성 고체

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가. 염소산칼륨 [KClO3]

  ① 열분해 : KClO3 → KCl + 1.5 O2

    ※ 열분해의 경우 각 원소 단위(분자)로 분해된다.

  ② 적린과 반응 : 5KClO3 + 6P → 5KCl + 3P2O5 (오산화인)

  ③ 황산과 반응 : 6KClO3 + 3H2PO4 →  2HClO4(과염소산) + 3K2SO4(황산칼륨) + 4ClO2 + H2O

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나. 과염소산칼륨 [KClO4]

  ⊙ 열분해 : KClO4 → KCl + 2O2

      ※ 과염소산암모늄 [NH4ClO4]

       열분해 : 2NH4ClO4 → N2 + 4H2O + Cl2 + 2O2

 

다. 과산화칼륨 [K2O2] 무기(알칼리)물

  ① 열분해 : 산화(염류) + 산소 O2 : K2O2 → K2O + O2

  ② 물과 반응 : + H2O → 수산화(금속) + 산소 O2

                         K2O2 + H2O → 2KOH + 0.5O2

  ③ 이산화탄소와 반응 : + CO2 → 탄산(금속) + 산소 O2

                                         K2O2 + CO2 → K2CO3 + 0.5O2

  ④ 초산과 반응 : + 초산(아세트산) → 초산염류 + 과산화수소(H2O2)

                             K2O2 + 2CH3COOH → 2CH3COOK + H2O2

  ⑤ 염산과 반응 : + 염산 → 염화염류 + 과산화수소(H2O2)

                              K2O2 + 2HCl → 2KCl + H2O2

 

라. 브로민산칼륨 [KBrO3]

  ⊙ 열분해 : 2KBrO3 → KBr + 1.5O2

 

마. 질산칼륨 [KNO3]

  ⊙ 열분해 : 2KNO3 → 2KNO2 (아질산칼륨) + O2

 

바. 질산암모늄 [NH3NO3] ※ 흡열 – 반응식에서 열반응은 묻지 않음

  ⊙ 열분해 : NH4NO3 → N2 + 1.5 O2 + 2H2O

 

사. 과망가니즈산칼륨

  ① 열분해 : 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2

  ② 황산과 반응 : 2KMnO4 + H2SO4 (진한황산) →  K2SO4 (황산칼륨) + 2HMnO4 (과망가니즈수소)

                          : 4KMnO4 + 6H2SO4 (묽은황산) →  2K2SO4 + 4MnSO4 + 6H2O + 5O2

  ③ 염산과 반응 : 2KMnO4 + 16 HCl  → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2

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아. 다이크로뮴산칼륨 [K2Cr2O7]

  ⊙ 열분해 : K2Cr2O7 → 2K2CrO4 + Cr2O3 + 1.5 O2

 

2. 제2류 위험물 [가연성 고체, 연소반응식]

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가. 황화인

  ① 삼황화인 [P4S3] ※ 물과 반응하지 않는다.

    ⊙ 연소반응 : P4S3 + 8O2 → 3SO2 (이산화황) + 2P2O5 (오산화인)

  ② 오황화인 [P2S5]

    ⊙ 연소반응 : P2S5 + 7.5O2 → 5SO2(이산화황) + 2P2O5 (오산화인)

    ⊙ 물과 반응 : P2S5 + 8H2O → 5H2S(황화수소) + 2H3PO4 (인산)

    ※ 오황화인은 물에 녹으면서 반응을 한다. 화재시 물을 뿌리면 소화는 되겠지만 물과 반응하여 유독성 가스인 황화수소

         (H2S)가 발생하므로 소화약제로 물을 사용해서는 안된다.

  ③ 칠황화인 [P4S7]

    ⊙ 연소반응 : P4S7 + 12O2 → 7SO2(이산화황) + 2P2O5 (오산화인)

       ※ 삼황화인, 오황화인, 칠황화인은 연소생성물이 같다. (이산화황, 오산화인) 또한 동소체 관계에 있다. 물질의 구성원

            소, 구성물이 같다.

 

나. 적린 [P] ※ 황린 P4 (백린, 제3류 위험물)

  ⊙ 연소반응 : 2P + 2.5O2 → P2O5(오산화인)

    ※ 황화인 연소반응 : P4 + 5O2 → P2O5(오산화인)

 

다. 황 [S]

  연소반응 : S + O2 → SO2 (이산화황)

   ※ 황(S)과 인(P)이 들어 간 물질이 연소하면 SO2(이산화황)과 P2O5(오산화인)이 발생한다.

 

라. 마그네슘 [Mg]

  ① 물과 반응 : Mg + H2O → MgO + H2

      ※ 2Mg(OH)2 (수용액) → 2MgO + 2H2O

  ② 이산화탄소와 반응 : 2Mg + CO2 → 2MgO + C

       ※ C(탄소) : 상당히 위험한 탄소가스가 발생한다.

 

3. 제3류 위험물 (자연발화성 및 금수성 물질)

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가. 나트륨

  ① 물과 반응 :　Na + H2O → NaOH + 0.5 H2

  ② 이산화탄소와 반응 : 4Na + 3CO2 → 2Na2CO3 + C

 

나. 트리에틸알루미늄 (알킬알루미늄 RAl, RAlX C1 ~ C4)

  ① 연소반응 : 2(C2H5)3Al + 21O2 → Al2O3 + 12CO2 + 15H2O

  ② 물과 반응 : (C2H5)3Al + 3H2O → Al(OH)3 + 3C2H6 (에탄)

  ③ 에탄올과 반응 : (C2H5)3Al + 3C2H5OH →  [(C2H5O)3Al (트리에톡시알루미늄)] + 3C2H6 (에탄)

 

다. 황린 [P4] , 백린

  ⊙ 연소반응 : P4 + 5O2 → 2P2O5 (오산화인)

 

라. 수소화칼륨 [kH]

  ⊙ 물과 반응 : KH + H2O → KOH + H2

 

마. 인화칼슘 [Ca3P2]

  ⊙ 물과 반응 : Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3 (포스핀) ★★★

 

바. 탄화칼슘 [CaC2]

  ⊙ 물과 반응 : CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 (아세틸렌) ★★★

 

사. 탄화알류미늄 [Al4C2]

  ⊙ 물과 반응 : Al4C2 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 (메탄) ★★★

 

 

4. 제4류 위험물 (인화성 액체)

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가. 디에틸에테르 [C2H5OC2H5] , R-O-R’ - 촉매 (H2PO4)

       제조법 : 2C2H5OH (에탄올) → C2H5OC2H5 + H2O

 

나. 이황화탄소 [CS2]

   ① 연소반응 : CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2

   ② 물과 반응 : (150℃ 가열시) CS2 + 2H2O → CO2 + 2H2S

 

다. 아세트알데하이드 [CH3CHO]

   ⊙ 제조법 : C2H4 (에틸렌) + 0.5O2 → CH3CHO

 

라. 메탄올 [메틸알코올, CH3OH]

   ⊙ 산화반응 : CH3OH → HCHO(포름알데하이드) → HCOOH (포름산)

                                      - H2                                     +O2

   ⊙ 연소식 : CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2H2O 

                      2CH3OH + 3O2 → 2CO2 + 4H2O

 

마. 에탄올 (에틸알코올, C2H5OH)

   ⊙ 산화반응 : C2H5OH → C2H5CHO(아세트알데하이드) → CH3COOH (아세트산)

   ⊙ 연소식 : C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

 

5. 제5류 위험물 (자기반응성 물질)

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가. 나이트로글리세린 [C3H5(ONO2)3], 질산에스터류 – 제조과정 촉매(H2PO4)

   ① 제조법 : C3H5(OH)3 (글리세린) + 3HNO3 → C3H5(ONO2)3 + 3H2O

   ② 열분해 : 4C3H5(ONO2)3 → 12CO2 +10H2O + 6N2 + O2

 

나. 트리나이트로톨루엔, T.N.T [C6H5CH(NO2)3] - 제조과정 촉매(H2PO4)

   ① 제조법 : C6H5CH3 (톨루엔) + 3HNO3 + C6H2CH3(NO2)3 + 3H2O

   ② 열분해 : 6C6H2CH3(NO2)3 → 2C + 3N2 + 5H2 + 12CO

 

다. 트리나이트로페놀 (T.N.P, 피크르산)

   ⊙ 열분해 : 2C6H2OH(NO2)3 → 6CO + 2C + 3N2 + 3H2 + 4CO3

       ※ 제5류 위험물은 제조법이 더 많이 출제된다.

 

6. 제6류 위험물 (산화성 액체)​

 

가. 과염소산 [HClO4]

   ⊙ 열분해 : HClO4 → HCl + O2

 

나. 과산화수소 [H2O2]

  ① 열분해 : 2H2O2 → 2H2O + O2

  ② 히드라진과 반응 : 2H2O2 + N2H4 → N2 + 4H2O

 

다. 질산 [HNO3]

  ⊙ 열분해 : 4HNO3 → 2H2O + 4NO2 + O2

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