수소는 공기와 닿으면 폭발하나요??
예전에 수소가 공기와 닿게되면 폭발을 한다는 이야기를 들어본적이 있는데요
실제로도 수소는 공기와 만나면 폭발을 하는지 궁금합니다
안녕하세요.
수소(H₂)가 공기와 접촉한다고 해서 즉각적으로 폭발하는 것은 아닙니다. 수소의 폭발 가능성은 특정한 물리적, 화학적 조건이 충족될 때 비로소 발생합니다. 수소는 매우 인화성이 높은 기체로서, 공기 중 산소(O₂)와 혼합될 때 폭발성 혼합물을 형성할 수 있습니다. 수소의 폭발 범위(Flammable range)는 공기 중 부피 기준으로 약 4%에서 75% 사이이며, 이 범위 내에서 산소와 혼합될 경우, 외부로부터 점화원(ex : 불꽃, 스파크, 고온 표면 등)이 제공될 때 폭발이 발생할 수 있습니다.
수소와 공기의 혼합물이 존재하더라도, 폭발이 일어나기 위해서는 이 혼합물이 점화 에너지(Ignition energy)를 충족해야 합니다. 수소의 점화 에너지는 매우 낮으며, 약 0.02 밀리줄(mJ)에 불과하여, 이는 정전기 방전으로도 충분히 점화될 수 있는 수준입니다. 이로 인해 수소는 다른 인화성 기체에 비해 상대적으로 폭발 위험성이 높다고 평가됩니다.
또한, 수소의 확산 속도는 공기보다 약 3배 빠르기 때문에, 누출 시 빠르게 대기 중으로 퍼져나가 폭발 가능성이 있는 농도 범위에 도달할 수 있습니다. 그러나 개방된 공간에서는 수소가 빠르게 확산되어 폭발 농도에 이르기 어려우며, 폭발 위험성은 밀폐된 공간에서 훨씬 높습니다.
실제로 수소의 폭발성에 대한 이러한 특성은 다양한 공학적 안전 규정에서 고려되며, 해당 내용에 대한 심도있는 내용은 principles of Combustion (Stephen R. Turns) 또는 The Properties of Gases and Liquids (Bruce E. Poling, John M. Prausnitz)와 같은 문헌을 추천드립니다. 공학 및 화학 분야에서 권위있는 문헌입니다.안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
수소는 매우 가연성이 높은 기체로, 공기(특히 산소)와 혼합되면 폭발적인 반응을 일으킬 수 있습니다. 그러나 공기와 단순히 접촉하는 것만으로는 폭발하지 않습니다. 수소가 산소와 만나서 폭발하려면 공기 중의 산소와 일정 농도로 혼합되어 있어야 합니다. 수소는 공기 중에서 약 4%에서 75%의 농도로 혼합되면 폭발할 수 있습니다.
또한, 불꽃, 전기 스파크, 또는 매우 높은 온도와 같은 점화원이 필요합니다. 이러한 점화원이 있을 때 수소-산소 혼합물이 폭발하게 됩니다.
따라서 수소는 공기와 만나면 자동으로 폭발하지 않지만, 위의 조건들이 충족되면 폭발할 가능성이 있습니다.