비파괴검사 스터디 내용 정리

1. 수소

 1) 특성

무색, 무미, 무취의 기체로 기체 중에서 가장 확산속도가 빠르며 최소의 밀도를 가지며 열전도도가 대단히 크다.

폭발범위는 공기 중에서 4~75%이다. 공기 중에서 산소와 반응하여 물을 생성하며, 550℃ 이상에서는 폭발적으로 반응하여 폭음을 내므로 이를 수소 폭명기라 한다. 염소 폭명기는 수소와 염소의 체적 비 = 1:1에서 햇빛에 의해서 촉매 폭발한다. 환원성이 강하다. 고온, 고압에서 탄소강과 반응하여 수소취성을 일으켜 탈탄작용을 일으킨다. 질소와 반응하여 암모니아를 만든다.

 2) 용도

연소열의 높음을 이용하여 산수소 불꽃으로 백금, 보석가공에 응용한다. 암모니아의 합성원료이며 메탄의 제조 원료이다. 환원성을 이용해 금속의 제련에 사용한다. 가벼우므로 기구 또는 풍선에 이용한다. 연료전지, 로켓의 연료로 사용된다.

2. 산소

 1) 특성

상온에서 무색, 무미, 무취의 기체로 공기 중에 약 21% 존재한다. 강력한 연소성 기체이나 그 자신은 연소하지 않는 조연성 기체이다. 화학적으로 활발한 원소이며 불활성기체, 할로겐원소, 백금, 금 등의 귀금속원소를 제외한 모든 원소와 화합물을 형성할 수 있다. 산소 또는 공기 중에서 무성방전을 행하면 오존이 된다. 산소농도가 커짐에 따라 연소속도의 급격한 증가, 발화온도의 저하, 화염온도의 상승, 화염길이의 증가를 가져온다. 고압에서 산소를 사용하는 경우 유지와 접촉하면 폭발의 위험이 있어 유지류가 묻어있을 경우 사염화탄소 등의 용제로 세척한다.

 2) 용도

용기에 윤활유는 물 또는 10% 이하의 글리세린수를 사용한다. 제철용, 산소-아세틸렌 불꽃, 산소-프로판 불꽃, 산소-수소 불꽃, 고압산소실의 의약용, 로켓추진용, 액체산소폭약 등에 사용된다.

3. 질소

 1) 특성

공기 중에서 약 78%의 비율을 차지한다. 무색, 무취, 무미의 기체이다. 불연성 기체로 상온에서 반응하지 않는다. 수소와 반응하여 암모니아를 생성한다.

 2) 용도

암모니아 합성용 또는 질소비료의 원료이다. 불활성이므로 가연성 기체를 취급하는 장치의 치환용으로 사용된다. 화학적으로 안정하므로 금속공업의 산화방지용으로 사용한다. 액체질소를 이용한 식품 등의 급속냉동에 이용된다.

4. 일산화탄소

 1) 특성

무색, 무미, 무취의 기체로 공기보다 가볍고 물에 녹지 않는다. 독성이 강하여 인체 혈액 속에 1%만 들어있어도 위험하다. 환원성이 강한 가스이며, 고온에서 금속산화물을 환원시킨다. 금속카보닐을 생성한다. 공기중에서 잘 연소한다. 폭발범위는 12.5~74%이다. 염소와 반응하여 독가스인 포스겐을 생성한다.

 2) 용도

수소를 혼합하여 메탄올의 합성원료로 쓰인다. 가열 코크스에 수증기를 작용시켜 연료로 사용하는 수성가스를 얻는다.

5. 이산화탄소

 1) 특성

무색, 무취의 기체로 공기보다 무겁고 연소하지 않는다. 다른 물질의 연소를 돕지 않는다. 압력을 가하면 액화하여 액체탄산이 되고 이것을 급격히 팽창시키면 고체 이산화탄소가 되며 약 -78.5℃까지 내려가므로 냉각제로 이용된다. 물에 녹아서 수용액은 신맛을 가지며 약한 산성반응을 한다. 석회수에서 탄산칼슘의 백색침전을 일으키므로 이산화탄소의 검사에 이용한다. 독성은 없으나 공기 중에 다량 존재하면 산소부족으로 질식한다.

 2) 용도

요소의 원료이며 소오다회 제조에 사용된다. 드라이아이스, 탄산수, 청량음료의 제조에 사용된다. 액체 이산화탄소는 소화기 액으로 사용된다.

6. 염소

 1) 특성

황록색의 자극성 냄새가 나며 공기보다 약 2.5배 무거운 기체이다. 상온 6기압 이하에서 액화되며, 이 액체염소는 살균제로 사용된다. 조연성 기체이며 허용농도는 1ppm이다. 수분 존재 하에서 발생기 산소를 발생시켜 살균, 표백, 산화작용을 갖는다. 염소와 수소는 염소 폭명기로 가열, 직사광선, 자외선 등에 의해 폭발하여 염화수소가 된다. 수분과 작용하면 염산을 생성하여 철강을 심하게 부식시킨다. 암모니아와 반응하여 염화암모늄을 생성한다.

 2) 용도

표백분 제조에 이용된다. 액체염소는 물의 살균에 이용된다. 종이, 펄프공업, 금속티탄, 알루미늄공업 등에 다량 사용된다.

7. 암모니아

 1) 특성

상온, 상압에서 강한 자극성을 가진 무색의 기체로 가연성, 독성을 지닌다. 폭발범위는 15~28%이며, 허용농도는 25ppm이다. 물에 잘 녹는다. 할로겐과 반응하여 질소를 유리시킨다. 암모니아용 장치나 계기에는 직접 구리나 황동을 사용할 수 없다. 암모니아의 검출방법으로는 자극성 냄새, 리트머스지의 변화, 염화수소와 접촉하여 흰 연기 발생, 네슬러시약 이용 등의 방법이 있다.

 2) 용도

합성 질산의 원료로 쓰인다. 액체암모니아는 -33℃까지 냉각하므로 제빙기, 냉동기에 이용된다. 질소비료인 유안, 초안, 요소 등의 제조에 사용된다.

8. 불활성기체(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn)

 1) 특성

주기율표의 0족, 화학적으로 불활성이고 다른 원소와 화합하지 않는다(Xe 제외). 무색, 무미, 무취이며 상온에서 모두 기체 상태로 존재한다. 라돈을 제외하고 모두 공기 중에 미량 존재한다. 방전관에서 방전시키면 고유의 발광색을 띈다. 단원자 분자이므로 원자량과 분자량이 같다.

 2) 용도

형광등의 방전관용 기체로 사용한다. 네온사인용 기체로 사용된다. 금속정련 및 열관리의 경우 산화방지용 보호가스로 사용된다. 가스 크로마트 그래피의 매개 기체 등으로 사용된다.