가연성(可燃性, combustibility)은 불꽃을 내며 불에 잘 타는 물질의 성질이다. 가연성이 풍부한 물질로는 수소 · 메테인 · 알코올 · 셀룰로이드 등을 들 수 있다.
연소는 열과 빛을 수반하는 산화반응이다. 넓은 의미로는 철의 표면이 녹스는 것과 같은 소위 서서히 일어나는 산화반응도 연소에 포함된다. 그러나 가연성이란 말을 쓸 때의 연소 속에는 이러한 서서히 일어나는 산화반응은 포함되지 않는다.
어떤 물질이 가연성을 나타내려면 먼저 공기 또는 산소의 공급이 충분해야 하고, 온도가 항상 그 물질의 발화점 이상으로 유지됨과 동시에 다음 4가지 조건을 모두 갖추어야 한다.
- ① 산소와 결합해야 한다. 즉, 산화반응을 일으킬 수 있는 물질이어야 한다.
- ② 반응을 지속하기 위하여 산화반응은 발열반응이어야 한다.
- ③ 반응열은 반응을 지속하는 데 충분할 정도로 신속하고도 다량으로 발생하여야 한다.
- ④ 반응열이 반응 부분으로부터 다른 부분으로 옮아감으로써 반응부분의 온도를 극도로 저하시키지 않도록 그 물질의 열전도율이 작아야 한다. 즉, 열의 도산속도(逃散速度)가 발생속도보다 작아야 한다.[1]
가연성 물질[편집]
일반적으로 연소하는 성질을 갖는 모든 물질을 말하며, 발화성 물질 및 인화성 물질은 물론 목재, 종이, 헝겊, 석탄, 도료, 파라핀, 중유 등도 포함된다.
좁은 의미로는 주로 작업에 사용하는 화학약품 중에서 비교적 연소의 위험성이 큰 것을 가리키며, 발화성 및 인화성 물질을 제외하고 인화점이 30℃ 이상 100℃ 미만인 물질로 한정시키기도 한다
이러한 물질에는 같은 분자 구조를 갖는 다양한 유기 화합물이 포함되고, 거의 대부분이 액체이다.
가연성 액체는 상온에서는 인화하기 어렵지만 온도가 상승하여 인화점 이상이 되면 인화성 액체와 동일한 인화할 위험성을 가지므로 이들을 취급할 때에는 세심함 주의를 하여야 한다.
특히, 가연성 액체를 사용하는 화합·혼합·용해 반응 등에 있어서 가열할 필요가 있는 경우에는 매우 위험하다.[2]
- 가연성이 가장 높은 물질
원소중에서는 수소가 가장 가연성이 높다고 알려져 있으나 일반적으로는 삼불화염소(ClF₃)가 가장 가연성이 높은 물질로 알려져 있다. 삼불화염소는 희미한 녹황색의 액체로 독성과 부식성이 높으며 기체 상태에서는 무색으로 존재한다. 이 물질은 반응성이 매우 높아 거의 대부분의 화학물질과 연소반응을 시작할 수 있으며 심지어 점화원이 없이도 불이 붙을 수 있다. 이 반응은 폭발을 일으킬 정도로 격렬하게 진행된다.
삼불화염소의 불소화 및 산화력은 산소의 산화력보다 강력하기 때문에 일반적으로 산화물과 같이 화재에 안전한 것으로 간주되는 화학 물질을 태울 수 있게 한다. 즉 불이 붙을 수 없다고 생각되는 물질도 삼불화염소를 이용하면 태울 수 있다는 뜻이다. 실제로 삼불화염소는 석면 모래 유리 콘크리트를 태울 수 있으며 난연제 이미 불에 타버린 재까지도 태운다. 심지어 화학적으로 굉장히 안정하다고 여겨지는 Rh, Ir과 같은 백금족 원소들의 분말을 점화시킬 수 있을 정도로 강력한 반응성을 보이는 무서운 물질이다.
삼불화염소의 높은 반응성과 가연성은 여러 분야에서 산업적으로 유용하게 사용된다. 구체적으로는 원자로의 핵연료 처리, 반도체 생산, 로켓 연료, 강력한 산업용 세정제 및 식각제의 구성 요소로 사용된다. 특히 핵연료의 재처리를 위한 육불화 우라늄(UF₆)의 생산을 위해 가장 많이 사용된다.[3]
U + 3 ClF₃ → UF6 + 3 ClF
가연성가스[편집]
가연성가스는 산소 또는 공기와 혼합하여 점화하면 빛과 열을 발해서 연소하는 가스를 말하며, 그 종류가 매우 많고 수소, 메탄, 에탄, 프로판 등이 대표적이다. 가연성가스는 상온, 상압(常壓)상태에서는 기체이지만, 가압(加壓)하면 액체가 되는 것이 있다. 가스형태의 것이 가압(加壓)상태에서 액체 형태가 될 때 그 체적은 가스에 따라 다르지만, 약 1/800 정도가 된다.
이 때문에 용기에 채우면 운반에 편리하기 때문에 프로판 등은 액화석유가스(LPG)로 해서 10㎏, 20㎏, 50㎏ 등의 용기에 채워서 판매되고 있다. 산안법 안전규칙에서는 폭발성물질, 발화성물질, 산화성물질, 인화성물질, 가연성가스, 부식성물질로 분류하고 있으며, 가연성가스는 수소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 기타 온도 15℃ 1기압에서 기체인 가연성물질을 말하고 있다.
수소, 메탄, 아세틸렌과 같이 상온에서 가스형태의 물질이며, 용기 내에서 이것과 적당한 양의 공기와 혼합시키면, 전기불꽃, 불꽃 등 점화원의 존재에 의해 급속(急速)한 연소, 즉 폭발현상이 일어날 수 있는 가스를 말한다. 가연성가스를 열원(熱源)으로 가열용에 사용하려면, 버너에 가연성가스를 공급하고, 여기에 공기를 공급해서 노안에 점화하여 연소시킨다. 그러나 점화 및 소화(消火)를 잘못하면, 연도(煙道)에 연소되지 않은 가스가 존재할 수 있기 때문에 폭발할 위험성이 있으므로 반드시 통풍을 시켜서 이것을 배기하는 것이 중요하다. 또, 가스 배관의 접합부분, 밸브 연결부분 기타로부터의 누설도 폭발할 우려가 있다.[4]
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
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