화학물질의 반응성에 대한 이해

반응성 물질은 자기분해성이 있는 것도 있고 타물질과 화학반응을 일으키는 물질도 있다. 

이들 물질의 반응성은 종종 발열반응(Exothermic Reaction)이나 흡열 반응(Endothermic Reaction)을 일으키며 가연성 가스를 발생하기도 하고 폭발성물질을 생성하기도 하여 사고의 원인이 되고 있다.

 

 

 

화학물질의 반응성에 대한 이해

 

화학물질의 반응성이란?

화학물질이 다른 화학물질, 물 또는 충격에 반응하여 상당한 에너지, 압력파, 압력, 온도의 상승을 유발하는 특성을 말함

 

<그림 1> 화학물질의 반응성

 

• 반응성의 정도는 반응조건의 용이성 및 반응 후 발생하는 에너지의 강도가 조합되어 분류됨

• 반응성이 높은 화학물질은 강력한 폭발을 수반하며 이로 인한 2차 화재, 건물의 붕괴나 물체의 비래로 작업자 및 인근주민의 치명적인 상해사고를 유발함

• 반응성 물질은 많지 않지만 사고시 큰 피해를 주게 되므로 반응성이 있는 물질의 파악과 반응조건의 파악이 매우 중요함

• 반응조건에 따른 제어방법, 만일의 반응사고시 피해 예측과 이에 따른 이격거리 확보, 방폭벽설치, 사고예방방안, 사고시 대응방안보완 등의 조치가 필요함

 

<그림 2> 폭발시 피해예측 사례

 

 

물질 반응성 파악방법

• NFPA 704의 분류에 따른 반응성지수를 확인하는 것이 가장 쉽고 합리적이다.

• 특별한 조건에서의 반응성은 다음의 NFPA 지수 표시 사각형 하단(Special Hazard)에 별도의 문자로 표시된다. 

  예) ￦(반응성), OX(산화성 물질)

<그림 3> NFPA 704 지수

 

• MSDS의  ‘2항 유해성·위험성’항목에 포함된 유해성·위험성 분류 내용, 경고표지항목에 포함되는 그림문자, 신호어, 유해·위험문구, 예방조치문구 등

-  다음과 같은 물질 대부분은 NFPA 반응성 지수가 1 이상이다.

 

산화성 물질	폭발성 물질	부식성 물질

<그림 4> NFPA 반응성 지수가 1 이상 물질

 

 

반응성물질 취급시 유의사항

 

<취급 중 반응성에 영향을 미치는 요소>

• 취급온도 및 압력

- 중합반응 시 폭발할 수 있는 물질(NFPA 반응성지수 1)의 경우 취급온도와 압력이 상승하면 어느 순간 반응성이 급격하게 높아지고 반응폭주가 발생한다.

 

<반응성 화학물질 취급에 따른 준수사항>

• 화학물질취급시 작업현장에 관련 안전보건표지 부착 

• 화학물질의 유해위험성, 올바른 취급방법, MSDS의 이해방법 등을 교육

• NFPA 반응성지수가 1 이상인 경우 MSDS의 '10항 안정성 및 반응성' 에서 반응을 일으키는 조건과 ‘7항 취급 및 저장방법' 의 내용대로 저장, 취급하는지 확인

• NFPA 반응성지수가 1 이상인 경우 물과의 반응성이 있는 경우가 있고, 화재시 물을 사용한 주수 진화 시 오히려 더 큰 폭발을 유발할 수 있음

- MSDS의 '5항 폭발화재시 대처방법' 에 물 사용 가능 또는 불가능 여부 확인

 

 

관련 법규 및 안전보건기준

●산업안전보건법 

- 제37조(안전보건표지설치의 설치ㆍ부착) 취급장소 및 설비에 금지, 경고 지시 안내 표지 부착

- 제29조(근로자에 대한 안전보건교육) 물질취급 특별위험작업 안전보건 및 MSDS 내용

- 제110조(물질안전보건자료의 작성 및 제출) MSDS 확보, 교육, 물질경고표시 등

- 제44조(공정안전보고서의 작성ㆍ제출) 대상물질 규정량 이상 취급시 공정안전보고서 제출

 

●산업안전보건기준에 관한 규칙 

- 제225조(위험물질 작업시의 조치) 폭발성물질, 산화성액체 등의 가열, 마찰, 충격 금지

- 제226조(물과의 접촉금지) 물반응성 물질, 인화성고체는 물과의 접촉 금지

- 제229조(산화에틸렌의 취급) 산화성물질의 주입 및 저장시 내부 불활성화

- 제235조(서로 다른 물질의 접촉에 의한 발화 등의 방지)

- 제2장-제4절(화학설비·압력용기 등)

 

●위험물안전관리법

- 시행령 [별표 1] 위험물 및 지정수량

- 시행규칙 [별표4] 제조소의 위치·구조 및 설비의 구조

 

Reference : KOSHA 기술자료