위험물기능사 필기 요약 - 소화(消火)약제 - 할로젠화합물

소화(消火) 약제 - 할로젠(겐) 화합물

 

소화 약제에는 물, 이산화탄소, 포말(단백포나 화학약품), 할로겐화합물(할론), 불활성기체, 분말 등이 있다. 소화기는 이들 소화약제가 들어 있는 기기로 약제와 작동 방식에 따라 구분한다.

 

할로젠 원소(Halogen elements)

주기율표의 17족에 속하는 비금속 원소들로, 반응성이 매우 크고 산화력이 강하고, 독성이 있음

F(플루오린), Cl(염소), Br(브로민, 액체),  I(아이오딘)

 

불활성기체(Inert Gases)
화학 반응성이 매우 낮거나 거의 없는 기체, 주기율표의 18족 원소, 안정적인 전자배치로 다른 원소와 잘 반응 안 함. 

He(헬륨), Ne(네온) , Ar(아르곤),  Xe(제논) Rn(라돈), Kr(크립톤)
N2, CO2(질소, 탄소 18족 원소 아닌 불활성 기체)

 

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할로젠화합물(할론) 소화약제

할로젠화합물이란 플루오린, 염소, 브로민 등 할로젠족 원소를 하나 가진 화학 물질을 말한다.(할로겐화합물과 같은 말이다)
 
 
할로젠화합물 소화특성
전기화재(C급)와 유류화재(B급)에 사용된다.
연쇄반응 억제(부촉매 작용)를 통해 화재를 진압하는 특성
 

할로젠 원소 특징

• 산화력이 매우 강함: 특히 F₂는 가장 강력한 산화제 중 하나
• 염을 잘 형성함: 알칼리 금속과 반응해 염화나트륨(NaCl) 같은 염 생성
• 독성이 있음: 기체 상태로 흡입 시 위험, 취급 주의 필요
• 2 원자 분자 형태로 존재: F₂, Cl₂...

원소	기호	특성
플루오린	F	가장 강한 산화력, 불소치약에 사용 테프론 원료
염소	Cl	수돗물 소독, 표백제, PVC 제조
브로민	Br	필름 감광제, 방염, 살균제
아이오딘	I	갑상선치료 소독약
아스타틴	At	방사성 원소, 희귀
테네신	Ts	인공 원소, 실험적

할로젠 소화약제의 특성
변질분해가 없고
금속에 대한 부식성이 적다.
전기부도체이다.
연소 억제작용으로 부촉매 소화(억제) 효과가 훌륭하다.
값이 비싸다.

적응화재는 B급(유류) 화재, C급(전기) 화재
 

할로젠 소화약제의 구비조건
비등점(끓는점)이 낮고 기화되기 쉬울 것
공기보다 무겁고
불연성일 것
증발잔유물이 없어야 할 것

할론(Halon)
탄화수소(메탄-메테인, 에탄-에테인)의 수소 일부 또는 전부를 할로젠 원소(F, Cl, Br, I)로 치환한 화합물
할로젠화 탄화수소이다.

 

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결합원소에 따른 구분

 

메테인( CH₄ )과 결합한 할로젠화합물

  - 할론 1301, 1211, 1011, 사염화탄소

 

에테인( C₂H₆ )과 결합한 할로젠화합물

- 할론 2402(6개 결합해야 하기에 에테인과 결합)

 

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할론 소화약제 표기

할론 소화약제는 메탄이나 에탄의 수소원자와 치환한 탄화수소로
탄소원자수, 플루오린원자수, 염소원자수, 브로민원자수로 표시한다.

 

 

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할론-1301 소화약제  (기체)

- 메테인( CH₄ ) + 할로젠  4개
- 분자식은 CF₃Br ,  분자량은 148,93
- BTM(Bromo Triluor Methane)

-"브로모 트리플루오르 메테인"
- 상온(21°C)에서 기체이며
- 무색무취, 전기 전도성이 없다.
- 상온 21°C에서 1.4 MPa의 압력을 가하면 액화될 수 있다.

- 할론 소화약제 중에서 독성이 가장 약하고
- 소화효과는 가장 좋다.
- 적응화재는 B급(유류) 화재, C급(전기) 화재

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할론-1211 소화약제 (기체)

- 메테인( CH₄ ) + 할로젠  4개

- 화학식 : CF₂ClBr ,  분자량은 165.4
- BCF(Bromo chloro difluoro methane)

- "브로모 클로로 다이플루오로 메테인"이라고 한다.
- 상온에서 기체,

- 공기보다 약 5.7배 무겁다

 

- 적응화재는 B급(유류) 화재, C급(전기) 화재

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할론 - 1011 소화약제(상온에서 액체)

- 메테인( CH₄ ) + 할로젠  2개(수소 남아!)

- 분자식 : CH₂ClBr , 분자량은 129.4

-  Bromochloromethane

- "브로모 클로로 메탄"
- 상온에서 액체이며 증기의 비중(공기=1)은 4.5이다.

- 메탄과 2개만 치환되어 수소 2개가 남았다.

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할론-2402 소화약제(액체)
- 에테인( C₂H₆ ) + 할로젠 6개(에탄이 필요해!)
- 분자식은 C₂F₄Br₂ . 분자량은 259.8
- FB(tetra fluoro dibromo ethane)

-"다이브로모 테트라 플루오로 에테인"

- 적응화재는 B급(유류) 화재, C급(전기) 화재

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사염화탄소 소화약제(상온에서 액체)

- 메테인( CH₄ ) + 할로젠  4개(염소만 4개)
- 메테인에 염소 4 원자를 치환시킨 약제

- 분자식 : CCl₄ 

- 공기, 수분, 탄산가스와 반응하면 포스젠(COCL)이라는 독가스를 발생한다.
- 실내에 사용을 금지한다.

 

참고 사염화탄소의 화학반응식
• 공기 중 : 2CCl₄ + O₂ → 2COCl₂ + 2Cl₂
• 습기 중 : CCl₄ + H₂O → COCl₂ + 2HCl
• 탄산가스 중 : 2CCl₄ + CO₂ → 2COCl₂

* 이름부터 독성이 있어 포스젠을 뿜는다.

 

문제)
할론소화약제 중 상온에서 기체인 것은
상온에서 액체 : 할론 1011, 할론 2402, 사염화탄소

할론 -1011은 H 수소원자가 여전히 붙어있어서? 
할론 -2401은 에탄과 치환돼서? 끓는점이 높다.

 

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할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제

* 할로젠이나 할로겐이 같은 말이다.


할로겐화합물 소화약제

-플루오린, 염소, 브로민 또는 아이오딘 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합물을 기본성분으로 하는 소화약제

불활성기체소화약제

-헬륨, 네온, 아르곤 또는 질소가스 중 하나 이상의 원소를 기본성분으로 하는 소화약제

충전밀도
용기의 단위 용적당 소화약제의 중량의 비율

할로겐화합물 및 불활성 기체로의 특징
전기적으로 비전도성이다. 불활성기체는 불연성이다.
휘발성이 있거나
증발 후 잔여물은 남기지 않는 액체이다.
할론 소화약제 대처용이다.

 

불활성기체 소화약제 종류

IG - N2농도, Ar 농도, CO2 농도, 

 

IG-100 (N =100%)

IG-541 (N = 52%, Ar = 40%, CO2= 8%)

IG-55 (N=50%, Ar =50%)

 

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