【위험물산업기사】 3강. 제3류 위험물

3강. 제3류 위험물

 

추천글 : 【위험물산업기사】 위험물산업기사 목차

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1. 개요 [본문]

2. 알칼리금속 및 알칼리토금속 [본문]

3. 알킬알루미늄, 알킬리튬 [본문]

4. 황린 [본문]

5. 금속수소화합물 [본문]

6. 금속인화합물 [본문]

7. 칼슘·알루미늄의 탄화물 [본문]

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1. 개요 [목차]

 

유별	등급	품명 및 품목	지정 수량
제3류 자연발화성 및 금수성 물질	Ⅰ	1. 칼륨	10 kg
		2. 나트륨	10 kg
		3. 알킬알루미늄	10 kg
		4. 알킬리튬	10 kg
		5. 황린	20 kg
	Ⅱ	6. 알칼리 금속(칼륨, 나트륨 제외)류 및 알칼리토금속류	50 kg
		7. 유기금속화합물류(알킬알루미늄 및 알킬리튬 제외)	50 kg
	Ⅲ	8. 금속수소화합물류	300 kg
		9. 금속인화합물류	300 kg
		10. 칼슘 또는 알루미늄의 탄화물류	300 kg
	Ⅰ~Ⅲ	11. 그밖에	10 kg, 50 kg, 300 kg
		12. 1~11 포함물질

 

Table. 1. 제3류 위험물 표

 

⑴ 제3류 위험물 특징

① 이온결합 화합물은 상온 ~ 100 ℃ 정도의 녹는점을 가진다.

○ 참고. 결합의 세기 : 원자결정 > 이온결합 > 금속결합 > 공유결합

② 운반용기 및 포장 외부표시

○ 자연발화성 물질 : 화기엄금, 공기노출 엄금

○ 금수성 물질 : 물기엄금

⑵ 혼재 가능 위험물 : 3류는 위험해서 4류와만 혼재 가능

4류 + 2류, 4류 + 3류, 5류 + 2류, 5류 + 4류, 6류 + 1류

⑶ 암기팁

① 알칼리금속이나 품명이 '알'로 시작하는 위험물은 제일 위험하다! 그래서 지정수량이 10 kg, 20 kg이다.

② 오알유. 지정수량이 50 kg인 것은 알칼리 금속(K, Na 제외)과 유기금속화합물이다.

③ 제1류 위험물과 똑같은 지정수량인데 등급이 다르다? 제1류 위험물이 더 위험한 거라고 생각하자.

④ 나머지는 지정수량이 300 kg이다. 제1류 위험물의 지정수량이 오삼천인 것을 상기하자.

 

 

2. 알칼리금속 및 알칼리토금속 [목차]

⑴ 이온화경향이 큰 염류가 이온으로 해리된 뒤 산 등의 수소를 포함한 물질에서 수소의 자리를 뺏어 수소분자 생성

참고. 물과도 강렬히 반응하기 때문에 금수성이다.

참고. 물과 반응하여 수소를 발생한다는 점에서 제1류 위험물인 무기과산화물과 다르다.

① 반응식 예.

○ 2K + 2H2O → 2KOH + H2

○ 2K + 2C2H5OH → 2C2H5OK + H2

○ 2K + 2CH3COOH → 2CH3COOK + H2

○ 2K + NH3 → 2KNH2 + H2

○ 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

○ 2Na + 2C2H5OH → 2C2H5ONa + H2

○ 2Na + 2CH3COOH → 2CH3COONa + H2

○ 2Na + 2NH3 → 2NaNH2 + H2

○ 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2

○ Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

⑵ 칼륨과 나트륨은 반응성이 강하기 때문에 사염화탄소, 이산화탄소, 염소 등과 반응한다.

참고. 워낙 이온화경향이 강해 사염화탄소, 이산화탄소, 염소 등의 공유결합을 끊고 이온결합을 한다. 

① 반응식 예.

○ 4K + 3CO2 → 2K2CO3 + C (폭발)

○ 4K + CCl4 → 4KCl + C (폭발)

○ 2K + Cl2 → 2KCl

○ 4Na + 3CO2 → 2Na2CO3 + C (폭발)

○ 4Na + CCl4 → 4NaCl + C (폭발)

○ 2Na + Cl2 → 2NaCl

⑶ 연소반응 : 산소와 반응하면 원자가전자에 따라 적절하게 최종 생성물이 결정된다.

① 반응식 예.

○ 4K + O2 → 2K2O

○ 4Na + O2 → 2Na2O

 

 

3. 알킬알루미늄·알킬리튬 [목차]

⑴ 알킬알루미늄·알킬리튬 + 산 반응식

① 메커니즘 

○ 이온화경향이 큰 염류가 이온으로 해리된 뒤 산 등의 물질 내 수소의 자리를 뺏음

○ 참고. 물과도 강렬히 반응하기 때문에 금수성이다.

○ 자리를 빼앗긴 수소가 알킬기에 결합하여 알케인을 생성

② 반응식 예

○ (CH3)3Al + 3H2O → Al(OH)3 + 3CH4

○ (CH3)3Al + 3HCl → AlCl3 + 3CH4

○ (C2H5)3Al + 3H2O → Al(OH)3 + 3C2H6

○ (C2H5)3Al + 3HCl → AlCl3 + 3C2H6

○ (C2H5)3Al + 3CH3OH → Al(CH3O)3 + 3C2H6 (알루미늄메틸레이트 생성반응)

⑵ 알킬알루미늄·알킬리튬 + 염소 반응식

① 메커니즘 : 알킬기를 빨리 벗어버리고 싶어하여 반응성이 강하기 때문에 염소와도 반응을 한다.

② 반응식 예

○ (CH3)3Al + 3Cl2 → AlCl3 + 3CH3Cl

○ (C2H5)3Al + 3Cl2 → AlCl3 + 3C2H5Cl

⑶ 분해·연소반응 (산소 無) 

① 메커니즘 : 알킬기를 빨리 벗어버리고 싶어하여 반응성이 강하기 때문에 자체 분해반응을 한다.

② 반응식 예

○ 2(C2H5)3Al → 2Al + 3H2 + 6C2H4 (에틸렌 생성반응)

⑷ 연소반응 (산소 有)

① 메커니즘 : 산소와 반응하면 원자가전자에 따라 적절하게 최종 생성물이 결정된다.

○ 참고. 알킬기가 있기 때문에 이산화탄소와 물이 생성

② 반응식 예

○ 2(CH3)3Al + 12O2 → Al2O3 + 6CO2 + 9H2O

○ 2(C2H5)3Al + 21O2 → Al2O3 + 15H2O + 12CO2

 

 

4. 황린(P4) [목차]

⑴ 황린 : 백린이라고도 하며 적린(P)의 동소체

① 적린과는 전혀 다른 물질이나 최종 연소 생성물이 같음

② 적린이 더 안정

⑵ 포스핀 생성 반응

① 황린과 강알칼리용액과 반응하여 유독성·가연성 가스인 포스핀(인화수소, PH3)가 발생

○ 참고. 물과의 강렬한 반응이기 때문에 금수성이다.

○ 반응식 예.

○ P4 + 3KOH + 3H2O → 3KH2PO4 + PH3

○ P4 + 3NaOH + 3H2O → 3NaHPO2 + PH3

○ 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O (포스핀 연소 반응식)

② 포스핀의 생성을 방지하기 위해 물은 pH 9 정도로 유지

⑶ 연소반응 

① 메커니즘 : 산소와 반응하면 원자가전자에 따라 적절하게 최종 생성물이 결정된다.

② 반응식 예

○ P4 + 5O2 → 2P2O5

 

 

5. 금속수소화합물 [목차]

⑴ 금속수소화합물 + 산 반응식

① 메커니즘 : 이온화경향이 큰 염류가 이온으로 산 내 수소 자리를 뺏고, 수소가 염류 자리로 가 수소 생성

○ 참고. 물과도 강렬히 반응하기 때문에 금수성이다.

② 반응식 예

○ KH + H2O → KOH + H2

○ KH + NH3 → KNH2 + H2

○ NaH + H2O → NaOH + H2

○ LiH + H2O → LiOH + H2

○ CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2

○ LiAlH4 + 4H2O → LiOH + Al(OH)3 + 4H2

⑵ 분해 반응식

① 메커니즘 : 수소화알루미늄리튬의 경우 덩치가 크므로 분해하기 쉬움

② 반응식 예

○ LiAlH4 → Li + Al + 2H2

 

 

6. 금속인화합물 : 금속인화합물은 기.승.전.포스핀이다. [목차]

⑴ 참고. 물과의 강렬한 반응이기 때문에 금수성이다.

⑵ 반응식 예. 

① AlP + 3H2O → Al(OH)3 + PH3

② Zn3P2 + 6H2O → 3Zn(OH)2 + 2PH3

③ Ca3P2 + 6HCl → 3CaCl2 + 2PH3

 

④ Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3

⑤ 2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

 

 

7. 칼슘·알루미늄의 탄화물 : 칼슘·알루미늄의 탄화물의 반응 생성물 중 아세틸렌을 주목해야 함 [목차]

⑴ 탄화칼슘을 카바이드(carbide)라고도 함

⑵ 아세틸렌 생성 반응

① 메커니즘 : 이온화경향이 큰 염류가 이온으로 산 내 수소 자리를 뺏고, 수소가 염류 자리로 가 아세틸렌 생성

○ 참고. 한 분자 내 C가 두 개 붙어 있는 경우

② 반응식 예

○ CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

○ LiC2 + 2H2O → 2LiOH + C2H2

○ Na2C2 + 2H2O → 2NaOH + C2H2

○ K2C2 + 2H2O → 2KOH + C2H2

○ MgC2 + 2H2O → Mg(OH)2 + C2H2

③ 아세틸렌(C2H2)이 위험한 이유 : 아세틸렌 내 삼중결합이 단일결합으로 풀려 버리기 쉽기 때문

○ 참고. 아세틸렌은 연소범위가 2.5 ~ 81%로 굉장히 반응성이 강함

○ C2H2 + 2Ag → Ag2C2 + H2 (금속아세틸라이드 생성반응, 폭발)

○ C2H2 + 2Cu → Cu2C2 + H2 (금속아세틸라이드 생성반응, 폭발)

○ C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O

⑶ 메탄 생성 반응

① 메커니즘

○ 한 분자 내 C가 한 개 : 염류에 의해 자리를 뺏긴 수소가 그 탄소 원자로 가서 메탄 생성

○ 한 분자 내 C가 세 개 : 염류가 이탈하자 세 개의 탄소가 쪼개지고 각각이 메탄을 생성

○ 참고. 프로핀 생성 반응식처럼 세 개의 탄소가 쪼개지지 않을 수도 있음

② 반응식 예

○ Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

○ Be2C + 4H2O → 2Be(OH)2 + CH4

○ Mn3C + 6H2O → 3Mn(OH)2 + CH4 + H2

○ Mg2C3 + 4H2O → 2Mg(OH)2 + C3H4 (프로핀 생성 반응식)

⑷ 석회질소 생성반응

① 반응식 예

○ CaC2 + N2 → CaCN2 + C (700 ℃ 이상)

 

입력: 2018.03.08 23:41