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소화기 분말로 불을 끄는 화학적 소화 원리는 무엇인가요?
건물 복도나 가정집에 비치된 빨간색 분말 소화기는 화재 발생 시 불이 난 곳에 분말을 덮어 불을 끕니다. 소화기 분말로 불을 끄는 화학적 소화 원리는 무엇인가요?
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
건물 복도나 가정집에 주로 비치된 빨간색 소화기는 ABC 분말 소화기로, 그 내부에는 분홍색을 띤 미세한 제1인산암모늄 가루가 들어 있는데, 제1인산암모늄 분말이 불꽃 속에 투입되면 열분해되면서 암모늄 이온과 인산기를 방출합니다. 이 물질들이 불꽃 속의 활성 라디칼과 결합하여 안정된 분자로 바꿔버립니다. 즉, 불꽃의 화학적 연쇄반응을 끊어버리는 부촉매 역할을 하여 순식간에 불꽃을 꺼뜨립니다. 또한, 열분해 최종 산물인 메타인산이 가연물 표면에 끈적한 유리상 피막을 형성해 산소 침투를 막고 재발화를 방지합니다.
제1인산암모늄이 열분해되는 과정 자체가 주변의 열을 대량으로 빼앗는 흡열 반응이기 때문에 화재 현장의 온도를 빠르게 낮춰줍니다. 열분해 결과 분출되는 암모니아와 수증기는 불에 타지 않는 불활성 가스입니다. 이 가스들이 화원 주변의 산소 농도와 가연성 가스 농도를 가 희석해 불을 꺼뜨리도록 돕습니다.
채택된 답변안녕하세요. 분말 소화기가 불을 끄는 원리는 단순히 분말로 불꽃을 덮어 산소를 차단하는 것이 아니며, 실제로는 산소 공급 억제, 열 흡수, 연소의 연쇄반응 억제가 함께 작용합니다. 일반적인 ABC 분말 소화기의 핵심은 연쇄반응 억제인데요, 이때 인산암모늄 계열의 분말이 많이 사용됩니다. 이 분말을 불에 뿌리면 고온에서 분해되면서 연소 과정에 관여하는 활성 라디칼의 반응을 방해하는데요, 불꽃이 유지되려면 연료가 열을 받아 분해되고, 그 과정에서 생성된 라디칼들이 산소와 연쇄적으로 반응해야 하는데, 분말이 이 연쇄반응을 끊어버리면서 화염이 빠르게 약해집니다.
또한 분말은 불타는 물질의 표면에 달라붙어 공기와 연료의 접촉을 줄이는 효과도 있는데요, 특히 인산암모늄 계열 분말은 열을 받으면 녹아 보호막과 유사한 층을 형성하여 가연성 물질 표면을 덮는 데 도움을 줍니다. 이 때문에 불이 다시 붙는 것을 어느 정도 억제할 수 있습니다. 즉 분말 소화기의 소화 원리는 분말 분사 → 화염 속 활성 라디칼의 연쇄반응 억제 → 연소 반응 속도 급격히 감소 → 분말이 연료 표면을 덮어 공기와의 접촉 감소 → 화염 소멸이라고 보시면 됩니다. 감사합니다.