위험물산업기사 소화이론과 소화약제 개념 정리
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개요
이 단원에서는 불을 끄는 원리와 소화약제의 종류를 배웁니다. 소화약제의 주성분, 열분해 반응, 할론 번호 읽는 법, 이산화탄소 농도 계산이 자주 나옵니다.
소화 원리에는 열을 빼앗는 냉각소화, 산소를 막는 질식소화, 탈 물질을 없애는 제거소화, 연쇄반응을 끊는 억제(부촉매)소화가 있습니다. 수용성 액체에 물을 넣어 농도를 낮추는 희석소화, 중유 같은 기름 표면에 에멀션 층을 만드는 유화소화도 있습니다.
분말 소화약제는 제1종 탄산수소나트륨, 제2종 탄산수소칼륨, 제3종 제1인산암모늄, 제4종 탄산수소칼륨과 요소의 반응물이 주성분입니다. 제3종은 열분해할 때 메타인산이 생겨 A급 화재에도 쓸 수 있습니다. 할론 번호는 탄소·플루오린·염소·브로민의 개수를 차례로 나타냅니다.
이산화탄소는 산소 농도를 낮추는 질식 효과가 주된 원리라 밀폐 공간에서는 사람도 질식할 수 있습니다. 산소 21% 를 15% 로 낮추려면 이산화탄소 농도가 약 28.6% 가 되어야 합니다. 수성막포는 플루오린계 계면활성제로 기름 위에 수성막을 만듭니다.
핵심 개념
소화의 원리
냉각(열 제거), 질식(산소 차단), 제거(가연물 제거), 억제·부촉매(연쇄반응 차단), 희석(수용성 액체 농도 낮춤), 유화(기름 표면 에멀션 층).
외우는 요령연소 요소 하나를 없앤다.
분말 소화약제
제1종 NaHCO₃, 제2종 KHCO₃, 제3종 NH₄H₂PO₄(A·B·C급), 제4종 KHCO₃ + 요소.
외우는 요령나트륨·칼륨·인산·칼륨+요소.
분말의 열분해
2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O, 2KHCO₃ → K₂CO₃ + CO₂ + H₂O, NH₄H₂PO₄ → HPO₃ + NH₃ + H₂O.
외우는 요령제3종은 메타인산이 표면을 덮는다.
할론 번호
네 자리 숫자 = C·F·Cl·Br 의 개수. 1301 = CF₃Br, 1211 = CF₂ClBr, 2402 = C₂F₄Br₂.
외우는 요령C-F-Cl-Br 순서.
이산화탄소 농도
CO₂ 농도(%) = (21 − 목표 산소%) ÷ 21 × 100. 산소 15% 로 낮추려면 약 28.6% 입니다.
외우는 요령21에서 뺀 뒤 21로 나눈다.
포 소화약제
수성막포는 플루오린계 계면활성제로 기름 위에 수성막을 만들고, 알코올형포는 수용성 액체 화재에 씁니다. 단백포는 동물성 단백질이 원료입니다.
외우는 요령수용성엔 알코올형포.
자주 나오는 포인트
- 분말 종류별 주성분과 쓸 수 있는 화재 등급을 묻는 문제가 많습니다.
- 반응식 계산은 계수 비(2몰 → 1몰)를 놓치지 마세요.
- 할론 번호에는 수소가 들어가지 않습니다.
헷갈리는 것 비교: 분말 소화약제 비교
| 종류 | 주성분 | 적응 화재 |
|---|---|---|
| 제1종 | 탄산수소나트륨 | B·C급 |
| 제2종 | 탄산수소칼륨 | B·C급 |
| 제3종 | 제1인산암모늄 | A·B·C급 |
| 제4종 | 탄산수소칼륨 + 요소 | B·C급 |
대표 문제 3개
검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.
문제 1. 제2종 분말 소화약제의 주성분은?
- ① 탄산수소칼륨(KHCO₃)
- ② 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)
- ③ 탄산수소칼륨과 요소의 반응물
- ④ 탄산수소나트륨(NaHCO₃)
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정답: ① 탄산수소칼륨(KHCO₃)
핵심: 분말: 1종 NaHCO₃ · 2종 KHCO₃ · 3종 NH₄H₂PO₄ · 4종 KHCO₃+요소
분말 소화약제는 주성분에 따라 네 종류로 나눕니다. 제1종은 탄산수소나트륨, 제2종은 탄산수소칼륨, 제3종은 제1인산암모늄, 제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물입니다.
틀린 선지
- 탄산수소나트륨(NaHCO₃): 제1종 분말의 주성분입니다.
- 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄): 제3종 분말의 주성분입니다.
- 탄산수소칼륨과 요소의 반응물: 제4종 분말의 주성분입니다.
문제 2. 할론 1211 소화약제의 화학식은?
- ① CH₂ClBr
- ② CF₃Br
- ③ C₂F₄Br₂
- ④ CF₂ClBr
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정답: ④ CF₂ClBr
핵심: 할론 번호 = C·F·Cl·Br 의 개수 순서
할론 번호의 네 자리 숫자는 차례로 탄소(C), 플루오린(F), 염소(Cl), 브로민(Br)의 개수입니다.
- 1211 → C 1개, F 2개, Cl 1개, Br 1개
- 화학식 = CF₂ClBr
- 검산: 탄소 1개에 붙을 수 있는 원자는 4개이고 2 + 1 + 1 = 4 로 맞습니다.
틀린 선지
- CF₃Br: 할론 1301 의 화학식입니다.
- C₂F₄Br₂: 할론 2402 의 화학식입니다.
- CH₂ClBr: 할론 1011 의 화학식입니다.
문제 3. 제3종 분말 소화약제가 열분해할 때 생겨 숯불 같은 일반화재(A급)의 표면을 덮어 다시 타지 않게 하는 물질은?
- ① 이산화탄소(CO₂)
- ② 메타인산(HPO₃)
- ③ 탄산칼륨(K₂CO₃)
- ④ 탄산나트륨(Na₂CO₃)
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정답: ② 메타인산(HPO₃)
핵심: 제3종 분말 → 메타인산 피막 → A급 화재에도 효과
제1인산암모늄은 열을 받으면 분해되어 끈끈한 메타인산을 만듭니다.
- NH₄H₂PO₄ → HPO₃ + NH₃ + H₂O
- 메타인산이 타는 물질 표면을 유리막처럼 덮어 산소를 막고 다시 불이 붙지 않게 합니다.
그래서 제3종 분말은 A·B·C급 화재에 모두 쓸 수 있습니다.
틀린 선지
- 탄산나트륨(Na₂CO₃): 제1종 분말이 분해될 때 생기는 물질입니다.
- 이산화탄소(CO₂): 제1·2종 분말이 분해될 때 생기는 기체입니다. 제3종의 표면 피복 효과와는 관계없습니다.
- 탄산칼륨(K₂CO₃): 제2종 분말이 분해될 때 생기는 물질입니다.
AI 작성 · 검수 완료 · AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.