[논문]유기혼합물의 위험성 평가기법

차시환

유기혼합물의 위험성 평가기법
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화학물질의 기본적인 물리적 특성으로서 인화점은 화학물질에 의한 재난방제에 있어서 중요한 인자 중에 하나이다. 많은 혼합물에 대한 체계적 자료는 매우 빈약하여 이들 물질에 대한 인화점 측정은 어렵다. 따라서 화학적으로 합성과정에 있는 물질 뿐 만 아니라 현재 제품으로 사용하고 있는 물질의 물리화학적 특성을 모두 실험에 의하여 구하는 것은 현실적으로 곤란하다. 본 연구의 관심은 화학적 구조와 인화점 사이에 관계를 이용한 유기개념도를 이용하여 화학적 구조만으로 화차물의 인화점을 대략적으로 예측하는 방법을 시도하고자 하였다.

As a basic physical property of chemical substances, the flash point is of great importance as far as the prevention of chemical disasters is concerned. The measurement of flash point is not easy. and the number of c(Impounds for which systematic data have been collected pitifully small. Because, a need exists for some means of predicting the flash point of compound for which experimental data are unavailable, not only those which are currently in use or at the production stage, but also, those not compounds which are in the process of synthesis and design. The present research concerns the application of OCD (organic conception diagram) to the association between chemical structures and flash points, and an attempt made to discover a method of predicting the approximate flash point of a compound from its chemical structure alone.

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문제 정의

본 연구는 이러한 다성분의 물질이 각각 다른 농도로 혼합 되었을 때를 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 이미 실험에서 얻어진 자료를 유기개념도에 의해 예측된 방법으로 비교 분석하여 위험을 미리 인지할 수 있는 방법을 논하고자 하였으며 이들의 data는 앞으로 산업 발전에 이바지하는 기초 자료가 되었으면 한다.
혼합물이 이루어지지 않는 물질이라면 혼합물 전체의 균일한 인화점을 찾기 어려울 뿐만 아니라 본 연구에서 이용하고자 하.는 유기개념도를 이용하여 비교 평가하기가 어려울 것으로 사료되어 서로 용해가 가능한 것을 model로 사용하였다.

제안 방법

즉 특수 인화물부터 저)4석유류까지의 단일물질의 유 . 무기성값을 유기개념도에 다]입하여 이들의 인화점을 변환된 유기성값과 무기성 값으로 도시하였다. 또한 본 논문에서 연구하고자 하는 혼합물의 위험도을 추성하고자 혼합물에서의 유.
무기성을 계산하였다.
농노 변화에 따른 유 . 무기성의 값으로 환산하여 유기개념도에 도시하여 농도비에 따른 변화를 고찰하여 문헌값과 비교하였다.
순수 물질이 아닌 혼합물에서의 유 . 무기성의 값은 Fuzita's 등에 의해 발표된 방법을 이용하여 값을 구하고 이들의 값을 유기 개념도에 도시하여 농도비에 따른 변화를 고찰하였다.
등에서 구한 인회.점들은 단일물질들을 실험에 의해 측정된 값으로서 본 논문에서 비교하. 고자하는 유.

대상 데이터

속하는 단일물질의 유 . 무기성을 유기개념 도상에 같이 도시하여 비교 data로 이용하였다.

데이터처리

5에서는 Ethanol, Toluene 및 Ethylacetate 의농노비에 따른 혼합물을 유기성 값으로 환산하여 순수물질의 제1석유류들의 유 . 무기성의 환산값과 비교하였다.

이론/모형

또한 본 논문에서 연구하고자 하는 혼합물의 위험도을 추성하고자 혼합물에서의 유. 무기성의 값은 Fuzita's 등에 의해 발표된 방법을 이용하여 유 . 무기성을 구하여 위에서 단일불질이 도시되어 있는 유기 개념도에 함께 도시하여 변화됨을 고찰하였다.

성능/효과

5의 값은 유기개념 도상에서도 제1석 유류가 분포되어 있는 범위에 존재하고 있으나 Carbon tetrachloride에 의해 toluene의 농도가 희석될수록 제2석유류의 부!위로 이동되는 것을 알 수 있다. , 'Yusaku Iwata"에 의해 연구된 실험에 의한 Data 값과 비교하여 보면 Tohiene의 농도가 40wt% 이상이 되면 인화점이 24P가 되어 제2석유류의 인화점으로 이동되는 것처럼 유기 개념도상에서도 제2석유류의 범위로 이동되어 가는 현상을 볼 수 있었서 문헌 값과 유사한 현상이 일어나는 것으로 보아 유기 개념도를 이용한 혼합물의 농도 변화에 따른 인화점 변화의 추정이 실험에 의한 값의 변화와 일치됨을 볼 수 있었다.
(2) 전체 유기화합물 중에서 유기적인 특징을 나타내는 paraffin족 탄화수소의 동족열은 methylene기 (-CI%-) 1개씩 증가하는 것에 그 물리화학적 성질은 대부분 규칙적이고 점진적인 변화를 나타낸다.
(3) Paraffin족 탄화수소의 각 열원에, 수소 원자를 대신해서 다른 치환기(특수원자 또는 원자단)가 들어가거나, 혹은 변태부(환 형성 또는 이중결합, 삼중결합 등)를 도입하면 물리화학적 성질은 그것에 대응하여 대변화를 초래하고 만약 이들의 치환기나 변태부가 중복되면 그때마다 그들의 성질도 비약적으로 변한다.
(4) 치환기는 원래부터 H₂O, H₂CO₃, NH₃, HNO2, H2SO3, HC₁ 등처럼 여러가지 무기화합물의 잔류기가 있어서 이들 치환기를 기본으로 하여서 보면 일반 유기화합물은 무기화합물 또는 무기원소에 methylene 쇄가 결합한 것이라고 생각할 수 있다. 탄화수소 자신도 실은 H?라는 무기 화합물에 같은 모양의 쇄가 붙여진 것이라고도 해석할 수 있다.
2) 2성분의 혼합물을 농도비에 따라 유기개념도에 도시한 결과 문헌 값에서의 인화점의 변화와 유사한 거동을 함으로서 유기개념도상에서도 위험물이 일정 범위내에 존재할 때의 유 . 무기성의 값에 따라서 위험성이 달라지는 것을 이론적으로 추산이 가능함을 알 수 있었다.
3) 3성분 혼합물에 대하여 문헌에 의한 문헌값과 비교한 결과 유기 개념도상에서도 매우 유사한 거동이 일어남을 볼 수 있었고 이로서 실험에 의하지 않고 물질의 구조 분석만으로도 위험성에 대한 검토가 가능함을 볼 수 있었다.
무기성을 환산하여 유기개념도에 도시한 결과 유기성은 160미만이고 무기성은 100미만의 값을 갖는 것을 알 수 있었다.
존재할 때의 유 . 무기성의 값에 따라서 위험성이 달라지는 것을 이론적으로 추산이 가능함을 알 수 있었다.
이처럼 농도의 변화에 따른 실험에 의한 data 값과 유기 개념 도상에서 같은 현상을 볼 수 있었서 실험한 값과 유사한 거동이 일어나는 것으로 보아 2성분 물질에 대한 유기개념도에 의한 농도의 변화에 따른 인화점 변화의 추정이 가능함을 확인할 수 있었다.
인화점이 12, 4 및 -4C인 Ethanol, Toluene 및 Ethylacetate을 혼합하여 사용하였으며 이들 각각은 단일성분에서도 인화점이 21FC 이하인 제 1석유류에 속하는 것을 알 수 있다. Fig.
저13석유류 인화점 70>C 이상 2"C 미만의 물질을 나타내고 있으며 여기에 속하는 화합물들을 계산하여보면 무기성 200과 유기성 200을 연결하는 선분 위에존재하는 것을 나타내고 있는 것으로 알 수 있으며 제 4석유류는 인화점 200℃ 이상의 물질을 나타내고 있는 냄새 한계선과 용융 한계선 범위에 존재하고 유기 성의값은 260이상에 대부분 존재하는 것을 볼 수 있다.

후속연구

4) 본 연구에서는 제1석유류에 대한 값만 비교 검토되었으나 다른 범위의 인화점을 갖는 물질에 대해서도 연구되어, 미지의 물질에 대한 위험성을 예방하여 산업 발전에 기초 자료가 되기를 기대한다
화학방재 지침4)에 있는 화합물의 인화점을 유기개념도에 도입하여 이용하면 물성값이 전혀 알려지지 않은 임의의 구조식의 화합물로도 방재상의 위험의 정도를 인지하여 그것에 대한 대책을 수립할 수 있을 것이고 또한 화재 등의 사고의 원인을 산출하는 하나의 자료로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

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