# 제3종 분말소화약제의 열분해 생성물 중 H3PO4(오르토인산)이 담당하는 소화작용으로 옳은 것은?

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> language: ko  
> subject: 소화이론

## 문제

제3종 분말소화약제의 열분해 생성물 중 H3PO4(오르토인산)이 담당하는 소화작용으로 옳은 것은?

## 보기

1. 냉각작용
2. 방진작용
3. 탈수탄화작용 **✔ 정답**
4. 부촉매작용

**정답: 3**

## 해설

제3종 분말은 열분해되어 H2O, HPO3(메타인산), H3PO4(오르토인산), NH3(암모니아) 등을 생성한다. H2O는 냉각, HPO3은 방진, H3PO4는 섬유소를 탈수·탄화시키는 탈수탄화작용을 담당하며, NH3는 부촉매작용을 담당하는 성분이 아니라는 점이 함정이다.
[근거 조문] 마이메르시 소방학개론 이론집 - 소화이론 > 소화약제 part11

## 심화 해설

제3종 분말소화약제는 주성분이 제1인산암모늄(NH₄H₂PO₄)으로, 화재 현장에서 열을 받으면 암모니아(NH₃)와 오르토인산(H₃PO₄)으로 열분해됩니다. 이때 생성되는 오르토인산(H₃PO₄)은 연소물 표면에서 가연물을 구성하는 탄소(C)와 수소(H), 산소(O) 결합을 끊고 물(H₂O)을 제거하면서 탄소 잔류층(char)을 형성하는 작용을 합니다. 이 과정이 바로 탈수탄화작용입니다. 오르토인산이 셀룰로스나 목재 같은 가연물에서 수소와 산소를 물 분자 형태로 떼어내면, 표면에는 탄소가 풍부한 탄화층이 남게 됩니다. 이 탄화층은 단열성이 있어 내부 가연물로의 열전달을 차단하고, 가연성 기체의 방출도 억제하므로 연소 확대를 막는 핵심 기전입니다.

인산계 화합물의 난연성(flame retardancy)에 관한 연구에서도 이러한 탈수탄화 기전은 일관되게 확인됩니다. 근거 자료 [4]는 피트산(phytic acid)과 그 유도체가 고분자 시스템에서 효과적인 난연제로 작용하는 이유를 높은 인(P) 함량과 여섯 개의 인산기 구조에서 찾고 있으며, 인산기가 열에 노출될 때 탈수와 탄화를 촉진한다고 설명합니다. 이는 오르토인산이 단순히 열을 빼앗는 냉각제가 아니라, 화학적으로 가연물의 분자 구조를 변형시켜 탄소 잔류층을 만든다는 점을 뒷받침합니다. 근거 자료 [1]에서도 층상 구조의 인산바나듐옥살산염(AVOPh)이 에폭시 수지(EP)의 열안정성을 높이고 잔류물(residue)을 증가시켰다는 결과가 제시되는데, 이는 인산 성분이 탈수탄화를 통해 탄화층 형성을 촉진했기 때문으로 해석할 수 있습니다.

혼동 주의! 제3종 분말소화약제의 소화효과를 논할 때 냉각작용, 방진작용, 부촉매작용이 모두 언급될 수 있지만, 오르토인산(H₃PO₄)이 담당하는 고유한 화학적 작용은 탈수탄화작용입니다. 냉각작용은 분말 입자가 화염 속에서 열을 흡수하며 승화·분해되는 물리적 과정이고, 방진작용은 분말이 연소물 표면을 덮어 산소 공급을 차단하는 효과이며, 부촉매작용은 연소 연쇄반응에서 활성 라디칼(H·, OH·)을 제거하는 작용입니다. 오르토인산은 이 중에서도 가연물의 화학 구조를 직접 변화시켜 탄화층을 만드는 역할을 하므로, 제3종 분말이 A급(일반화재)·B급(유류화재)·C급(전기화재)에 모두 적응성을 갖는 이유도 이 탈수탄화작용과 무관하지 않습니다. 근거 자료 [3]에서도 인산멜라민(MP)을 탄소 미소구체(CMSs) 표면에 결합시켜 PET의 난연성을 높인 연구가 제시되는데, 인산 성분이 탄소 기반 구조와 결합하여 탄화층 형성을 강화한다는 점은 오르토인산의 탈수탄화 기전과 동일한 맥락입니다.

핵심! 제3종 분말소화약제가 열분해될 때 생성되는 오르토인산은 가연물에서 물(H₂O)을 제거하여 탄소 잔류층(char)을 형성하는 탈수탄화작용을 담당하며, 이 탄화층이 열과 가연성 기체의 이동을 차단하여 소화에 기여합니다.참고 문헌 (논문 출처)

- [1]Effect of Layered Aminovanadic Oxalate Phosphate on Flame Retardancy of Epoxy Resin.일반논문Hu P, Li W, Huang S, Zhang Z, Liu H, Zhan W, Chen M, Kong Q. (2023) · DOI: 10.3390/molecules28083322

- [3]Construction of Carbon Microspheres-Based Silane Melamine Phosphate Hybrids for Flame Retardant Poly(ethylene Terephthalate).일반논문Xue B, Qin R, Wang J, Niu M, Yang Y, Liu X. (2019) · DOI: 10.3390/polym11030545

- [4]Phytic Acid and Its Derivatives as Valuable Flame Retardants for Polymer Systems: Current State of the Art and Perspectives.일반논문Bifulco A, Malucelli G. (2026) · DOI: 10.3390/polym18060671

## 임상 시나리오

제3종 분말소화약제의 탈수탄화작용오르토인산(H3PO4)의 소화 기전과 임상 적용
제3종 분말소화약제의 주성분인 제1인산암모늄(NH4H2PO4)은 화재 열에 의해 암모니아(NH3)와 오르토인산(H3PO4)으로 열분해됩니다. 이때 생성된 오르토인산은 연소물 표면에서 탈수탄화작용을 일으켜 가연물의 수소와 산소를 물(H2O)로 제거하고 탄화층(char)을 형성합니다.

형성된 탄화층은 단열성이 있어 내부 가연물로의 열전달을 차단하고, 가연성 기체의 방출을 억제하여 연소 확대를 막습니다. 이는 제3종 분말이 A급(일반화재), B급(유류화재), C급(전기화재)에 모두 적응성을 갖는 핵심 기전입니다.

주의냉각작용, 방진작용, 부촉매작용은 제3종 분말의 소화 효과에 기여하지만, 오르토인산 고유의 화학적 작용은 탈수탄화작용입니다. 냉각작용은 물리적 흡열 과정, 방진작용은 산소 차단, 부촉매작용은 활성 라디칼 제거로 각각 구분해야 합니다.

## 핵심 개념

- **탈수탄화작용** — 가연물에서 수소와 산소를 물(H2O) 형태로 제거하여 탄소 잔류층(char)을 형성하는 화학적 소화 기전
- **제3종 분말소화약제** — 주성분이 제1인산암모늄(NH4H2PO4)으로, A급·B급·C급 화재에 모두 적응성을 갖는 분말 소화약제
- **오르토인산(H3PO4)** — 제1인산암모늄의 열분해로 생성되는 인산으로, 탈수탄화작용을 통해 탄화층을 형성함
- **탄화층(char)** — 탈수탄화작용으로 연소물 표면에 형성되는 탄소가 풍부한 잔류층으로, 단열성과 가연성 기체 방출 억제 기능을 함
- **부촉매작용** — 연소 연쇄반응에서 활성 라디칼(H·, OH·)을 제거하여 연소를 억제하는 작용

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