제5류 자기 반응성 물질 주요 반응식
자기 반응성 위험물 특징
자체적으로 산소와 가연물(유기화합)을 가지고 있어 자기 반응성이다.
하이드라진유도체를 제외하고 모두 유기화합물이다.
유기과산화물을 제외하고 모두 질소를 함유한 유기질소화합물
가연물금지, 첩촉, 가열, 마찰금지
산화제, 강산 혼합금지
소분저장, 10KG-20KG-100KG
물로 주수 냉각소화(금수성이 아니라 가연성이다.)
운반용기에 화기엄금/충격주의
자체 산소가 있어 연소반응이 아니라 분해반응이 중요하다.
TNP, TNT, NG(나이트로 글리세린)의 분해식만 알면 된다.
* 나이트로 글리세린은 4개가 분해, TNT, TNP는 2개가 분해(이것만 알아도 분해 식은 쓸 수 있다)
질산에스터류(1등급, 10kg)
산소를 사이에 두고 니트로기가 붙는다.(나이트로화합물은 직접 붙는다)
질산에스터류 = NO3(O-NO2)결합
나이트로화합물 = NO2결합
나이트로소화합물 = NO결합
나이트로셀룰로스, C₂₄H₂₉O₉(ONO₂)₁₁
- 면 화약(Guncotton)
- 셀룰로스(천연 고분자, C6H10O5)에 황산, 질산 혼합-니트로화(11개)
- 셀룰로스의 수산기 2개가 질산에스터화
- 나이트로셀룰로스 ( C₂₄H₂₉O₉(ONO₂)₁₁ )
나이트로셀룰로스 분해식
2C₂₄H₂₉O₉(ONO₂)₁₁
==> 24CO2 + 24CO + 12H2O + 17H2, + 11N2
두 개의 니트로셀룰로스 분해 시 ,
완전히 연소한 이산화탄소 24개
불완전 연소한 24개 일산화탄소(산소 모자람)
섬유소이기에 12개 물과 17개 수소(반응 산소 부족)
11개의 질소가 나온다.
산소의 수가 적어 (모두 소모하고 안 나옴) 불완전 연소가 된다.
면화약(Cuncotton), 화약이다
정제솜(셀룰로스) + 질산에스터 화한 화약
질소 함유량 12.76% 이상 = 강질화면,
약질화면 = 10.18~12.76%
나이트로글리세린, C₃H₅N₃O₉
C3H5-(ONO2)3
글리세린(제3석유 = 글리세롤) C₃H₈O₃ = C3H5-(OH)3
(3개의 수산기를 가진 천연 3가 알코올, 그래서 질화이온 3개 필요)
이 글리세린의 3개 수산기를 니트로화 - ONO2로 치환
C3H5-(ONO2)3 = C₃H₅N₃O₉
시험에서는 품명을 주지 않고 특징을 주고 분해식을 묻기도 한다.
규조토에 흡수하여 노벨이 만든 다이너마이트 원료
물에 거의 안 녹고, 에탄올, 에테르, 벤젠, 아세톤에 잘 녹음
무색, 투명기름, 공업용은 담황색
상온액체, 동결한다.
저장은 폭발방지 위해 다공성물질(규조토, 톱밥, 소맥분, 전분)에 흡수
나이트로글리세린 분해식 분자량, 227
분해 시 ,
질산에스테르 결합이 끊어지며 급격한 산화·환원 반응 발생
이산화탄소, 물, 질소, 산소가 나온다.
“이질물산”
4C₃H₅N₃O₉
==> 12CO2 + 10H2O + 6N2 + O2
4개의 나이트로글리세린이
완전연소로 12개의 이산화탄소(4개의 니트로글리세린이 필요)
산소가 많아 완전연소 - 폭발력 크고 일산화탄소 안 나옴
10개의 물이 수증기로 나오고
폭발력으로 질소가 6개, 산소는 내부산화제로 사용되고 1개 남는다.
* TNT, TNP와 다르게 물과 산소가 나오는 이유는 글리세린(4류 제3석유)이 천연고분자이기 때문인가? 아니다 자체 산소가 충분해서?
나이트로글리콜, C₂H₄(ONO₂)₂
- 에틸렌글리콜( 냉각수, 부동액 C2H4(OH)₂)을 니트로화
- 다른 이름은 에틸렌글리콜 디니트레이트(에틸에서 H 대신 질화이온 2개가 붙었다)
- 무색 또는 담황색(분홍색) 액체
- 알코올, 벤젠, 아세톤등 유기용제에 잘 녹는다.
- 산과 함께 분해 폭발한다. 군용 폭탄재료로 사용
- 주수 냉각소화
에틸렌글리콜 (제3석유, C₂H₆O₂) = C2H4 - (OH)2
- 에틸렌에 H 대신 OH 2개가 붙었다.( OH 두 개 붙는 것이 글리콜, 3개는 글리세린)
나이트로클리콜(제 5류 질산에스터류)
C2H4 - (OH)2 + 2HNO3
+ (H2SO4) 니트로화 ->
C₂H₄(ONO₂)₂ + 2H2O
* 글리콜이 2가 알코올(수산기)을 가지고 있기에 (ONO2)가 두 개 붙었다.
나이트로글리콜 분해식
4C2H4(ONO2)2
=> 8CO2 + 4N2 + 8H2O
짝수로만 구성되어 깔끔하게 완전 분해 한다.
* 시험에 잘 안 나온다.
질산메틸 (CH₃ONO₂)
메틸알코올과 질산반응(니트로화 결과물이지만 결합방식이 산소를 사이에 두고 결합한 에스터이다)
CH3OH + HNO3 - (황산) => H2O + CH3-O-NO2
- 무색, 투명, 마취, 독성
- 물에 안 녹고, 알코올, 에터에 녹는다.
- 폭발성 거의 없다. 인화성 있다.
- 분자량 : 77
질산메틸 분해식
4(CH3-O-NO2) => 2N2 + 2CO2 + 2CO + 6H2O
불완전 분해로 CO가 생성
* 니트로화 반응에서 황산(H2SO4)은 질산을 이온화(NO2+) 시켜준다.
* 질산메틸(에틸) 시성식 시험에 자주 나온다. (NO2, ONO2 구분 잘하자)
질산에틸 (C₂H₅ONO₂)
에틸알코올과 질산반응(니트로화 결과물이지만 결합방식이 에스터이다)
C2H5-OH + HNO3 - (황산) => H2O + C2H5-O-NO2
- 무색, 방향성
- 물에 안 녹고 알코올에 녹는다.
- 인화점이 10도로 매우 낮다. = > 연소가 쉽다. 인화성이다.
- 분자량 : 91
질산에틸 (C₂H₅ONO₂) 분해식
2(C2H5-O-NO2) => N2 + CO2 + CO + H2O
질산메틸과 마찬가지로 완전 분해 안되고 CO가 생성
* 질산(HNO3)은 중성, 수용액이 되어야 산성
질산기 NO2가 탄소와 결합하면 니트로(NO2)
질산기가 산소를 끼고 결합하면 에스터(ONO2) , 니트로결합은 맞다.
셀룰로이드(반투명 고체)
질산에스터류이지만 지정수량은 100kg이다.
분해식은 안 나온다. 다만 지정 수량이 다르다는 것과 "6류 위험물 질산에스터류"라는 품명만 기억하면 된다.
나이트로화합물(1등급 10kg)
벤젠고리에서 톨루엔, 페놀이 만들어지고 3개의 니트로기(NO2)가 수소와 치환되어 니트로화합물이 만들어진다.
벤젠(Benzene) - (4류 1 석유) - C6H6
톨루엔(Toluene, 메틸벤젠) - (4류 1석유) - C₆H₅-CH3 (메틸기)
페놀 (Phenol) - (4류 2 석유 수용성) - C₆H₅-OH(수산기)
아닐린(Aniline)- (4류 3 석유) - C₆H₅-NH₂ (아미노기)
* 에틸벤젠(제1석유)도 있고 메틸벤젠도 있다. 메틸벤젠이 톨루엔이다.
트리니트로톨루엔(TNT) - C₆H₂CH₃(NO₂)₃
트리니트로페놀(피크린산 TNP) - C₆H₂OH(NO₂)₃
테트라니트로아닐린(테트릴) - C₆H₂(NO₂)₃N(CH₃)NO₂
트리나이트로톨루엔(TNT) - C₆H₂CH₃(NO₂)₃
- 분자량 : 227
- 톨루엔에 질산 3개 (3HNO3)를 니트로화(수소와 치환)해서 만들어짐
- 담황색결정(고체) 타격에 폭발
- 물에 안 녹음(가수분해 안됨), 가열알코올, 아세톤, 벤젠, 에터에 녹음
- 일광에 갈색 황변
- 충격에 덜 민감, 타격에 폭발(충격강도는 피크린산(TNP)보다 약함)
TNT 분해식
2C₆H₂CH₃(NO₂)₃
=> 2C + 3N2 + 5H2 +12CO
두 개의 TNT가 분해하여 연소되지 않은 탄소 2개, 폭발 시 3개의 질소기체
반응성 높여주는 5개의 수소기체(수소원자 10개 그대로 기체)
불완전 연소한 12개의 일산화탄소
- 산소가 부족해서 불완전 연소가 그 이유이다.
- 이산화탄소 안 나옴, 산소 부족으로 물도 안 나옴
* TNP보다 H가 더 많아 수소가 2개 더 많이 생성
* 결합 메틸기는 CH가 아니라 CH3임을 꼭 기억하자. 급하면 틀린다.
* 중요하다.
트리나이트로페놀(피크린산 TNP) - C₆H₂OH(NO₂)₃
- 분자량 : 229
- 페놀에 질산 3개(3HNO3)를 니트로화해서 만들어짐
- 산소가 포함되어 피크린산으로 불림
- 황색, 쓴맛(글리세린, 글리콜은 섬유질이라 단맛)
- 알코올, 에터, 벤젠, 온수에 잘 녹음(산이니까?)
- 단독 가열 충격, 마찰에 안전, (검은 연기), 건조할수록 위험하다.
- 중금속반응으로 피크린산염 발생 -(구리, 납, 아연)
- 금속염과 혼합 시 폭발하고 염료로도 사용, 뇌관의 침장약
* TNT는 -CH3(15), TNP는 -OH(17), 둘 사이의 분자량은 2 차이 난다.
* 헷갈리지 마라, 피크린산은 페놀의 OH가 아니라 페놀의 벤젠고리의 H 세 개와 니트로이온이 치환된 것이다.
TNP 분해식
2C₆H₂OH(NO₂)₃
=> 2C + 3N2 + 3H2 +6CO + 4CO2
두 개의 TNT가 분해하여 연소되지 않은 탄소 2개
폭발 시 3개의 질소기체
반응성 높여주는 3개의 수소기체(수소원자 6개 그대로 기체)
불완전 연소한 6개의 일산화탄소, 여전히 산소 부족으로 물이 생성 안 됨
완전 연소한 이산화탄소 4개 나옴(산소가 TNT보다 많음)
테트릴(Tetryl)
= 테트라나이트로 아닐린(4개의 나이트로기)
= C₆H₂(NO₂)₃N(CH₃)NO₂
- 아닐닌의 벤젠고리에 3개의 수소와 나이트로이온 치환
- 추가로 아미드기의 수소 1개와 나이트로기 치환
- 노란색 결정고체
- 충격·마찰·열에 민감, 취급 시 극도의 주의 필요
- 물에는 거의 녹지 않음, 아세톤·벤젠 등 유기용매에는 녹음
- 독성 있음 ( 피부 흡수 가능)
문제)
자기 반응성이 아닌 나이트로화합물
나이트로벤젠( C₆H₅NO₂)
- 나이트로기가 붙어도 나이트로화합물이 아니다. 인화성 있으나 폭발성이 없어서 5류 1등급이 아니라 4류 제3석유류 인화성 액체로 됨. 꼭 기억하자
유기과산화물(2등급 100kg)
- CH 고리에 과산(퍼옥사이드)화
- 유기물에 산소(-O-O-) 결합으로 대단히 위험하다.
과산화벤조일
= (벤조일퍼옥사이드 BPO)
=(C6H5CO)2O2
톨루엔 (C6H5-CH3) 산화(-2H, + O2) => C6H5-CH-OO
C6H5COOH (벤조산 생성)
C6H5CO- 벤조일기(OH 가 치환)
2(C6H5CO) + O2 = 과산화벤조일
무색, 무취, 백색 결정,
강산화성(과산소결합)
물에 안 녹음(벤젠기반) 알코올에 용해
마찰, 충격, 가열로 폭발, 발화 시 연소 빠르고, 건조상태 폭발위험
* 시성식이 시험에 가끔 나옴
과산화벤조일 완전연소식
구조식, C6H5–CO–O–O–CO–C6H5
시성식 =(C6H5CO)2O2 = C14 H10 O4
2( C14 H10 O4) + 29O2 → 28CO2 + 10H2O
탄소(C)는 이산화탄소(CO2)로,
수소(H)는 물(H2O)로
과산화메틸에틸케톤
= 메틸에틸케톤퍼옥사이드 (MEKPO)
= C8H16O4
= (CH3-CO-C2H5)2O2
메틸에틸케톤 - CH3-CO-C2H5 = C4H8O
과산화 메틸에틸케톤은,
시성식 = 2(C4H8O) + 산소 2개가 반응 = C8H16O4
- 특이 냄새, 기름 액체(상온에서 액체)
- 물에 약간 녹고 알코올, 에터, 케톤에 잘 녹는다.
- 40도에서 분해, 110도에서 발열 분해가스 연소
*메틸에틸케톤은 부탄올의 산화로 만들어 짐(이게 시험에 더 많이 나옴)
*C4H9OH -2H(산화) => C4H8O = CH3-O-C2H5
과산화메틸에틸케톤 완전연소식
(CH3-CO-C2H5)2O2 = C8H16O4
2(C8 H16 O4) + 20O2 → 16CO2 + 16H2O
과산화아세트산
C2H4O3, =CH3COOHO =CH3COOOH
아세트산 + 과산화수소 산화환원반응으로 제조
CH3COOH + H2O2 = CH3COOOH + H2O
*시험에 안 나옴
니트로소화합물(2등급 100kg)
유기화합물(벤젠고리 같은)의 수소 원자가 니트로소기(–NO)로 치환된 화합물
(-NO₂) = 니트로기
(-NO) = 나이트로소기(질소가 산소와 단일결합)
파라 다이나이트로소 벤젠(C6H4(NO)2)
다이나이트로소 레조르신( C6H2(OH)2(NO)2)
다이나이트로소 펜타메틸렌테드라민(C5H10N4(NO)4)
아조화합물, 디아조화합물 (2등급 100kg)
아조- 탄화수소에 아조기( -N=N-) 질소 2개가 이중결합
디아조 - 탄화수소에 아조기( -N=N-) 질소 2개가 3중 결합
폭발성 낮지만 자기 반응성, 발포제 등으로 사용
아조는 안정, 디아조는 매우 불안정(폭발성 강함)
히드록실아민 (NH₂OH) - (2등급 100kg)
히드록실기(수산기)에 아민기가 결합
매우 폭발성이 강함, 특히 가열·금속, 산화제 접촉 시 발화
특징 산화성·환원성 모두 있음, 자연발화 가능성 있음
* 히드록실아민과 하이드라진은 다른 화합물이다.
* 철이온 투입방지, 운송 시 온도, 농도 주의
히드록실아민염류 (2등급 100kg)
수용성, 산과 반응해 염 형성, 금속과 접촉 시 발화 가능성 있음
화기·충격·마찰 엄금, 금속 이온(Fe, Cu, Ni 등)과 접촉 금지
산화제, 강산류와 혼합 금지, 온도 농도 주의
습기와 CO₂에도 서서히 분해됨, 밀폐 저장 필수
히드록실아민염류 종류
황산히드록실아민 NH₂OH·H₂SO₄, 수용성, 강산성, 폭발성 있음
염산히드록실아민 NH₂OH·HCl, 수용성, 강산성, 불안정함
질산히드록실아민 NH₂OH·HNO₃, 강산성, 폭발성 매우 강함
아질산히드록실아민, NH₂OH·HNO₂, 산화·환원 동시에 가능
하이드라진 유도체 (Hydrazine derivatives) (2등급 100kg)
구조체는 N₂H₄ (히드라진)
제5류 위험물 – (Ⅱ등급), 100kg
행안부령 5류 위험물
질산구아니딘 (Guanidine nitrate)
금속아지화합물(아지드화은, 아지드화납)
'기능사자격증으로 > 위험물기능사 필기대비' 카테고리의 다른 글
| 위험물 기능사 실기 제4류 위험물 주요 반응식 정리 (0) | 2025.11.28 |
|---|---|
| 2025년 4회차 위험물기능사 실기 시험 후기와 문제 (2) | 2025.11.26 |
| 위험물의 류별 주의사항(제조소등, 운반용기) (0) | 2025.10.23 |
| 위험물기능사 실기 작용기와 화학식 (0) | 2025.10.22 |
| 2024년 4회차 위험물기능사 실기 기출문제 (0) | 2025.10.17 |
| 위험물기능사 실기 2025년 2회차 실기시험 기출문제 (0) | 2025.10.16 |
| 위험물의 류별 분류기준과 특징, 주의사항 (0) | 2025.09.30 |
