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소화기가 불을 제압하는 원리

불이 나려면 세 가지 조건이 있어야 한다. 연료, 열, 산소가 바로 그 것. 온도가 올라가 연료 물질에서 불에 타기 위해 필요한 만큼 충분한 양의 증기가 발생하면 공기 중의 산소와 반응에 열이 나고 불꽃이 생긴다. 일 단 불이 나면 공기로부터 산소를 계속 공급받고 불꽃에서 열이 계속 발생하므로 주변의 다른 물질을 태우며 확산된다. 불이 다른 가연물질에 직접 접촉하면서 확산되기도 하지만, 열이 이동하거나 불꽃이 날아가 다른 곳에 불이 붙기도 한다. 불을 끄려면 연료, 열, 산소의 세 조건 중 일부 또는 전부를 없애면 된다. 먼저 연료를 없애는 방법은 불에 타는 물체를 치워서 불이 옮겨 붙어 다른 곳으로 번지는 것을 막는 것이다. 산불이 났을 때 주변에 있는 풀 과 나무를 자르고, 가스나 난로에서 불이 난 경우 안전장치를 잠그는데, 이들이 연료를 없애 불을 끄는 방법 에 해당한다. 연료, 즉 가연성 물질은 그 화학적 성분에 따라 불이 나기 시작하는 온도가 각각 다르다. 어떤 물질에 불이 나기에 충분한 양의 증기가 발생한 가장 낮은 온도를 그 물질의 ‘발화점’이라고 한다. 온도가 발화점 이상으 로 올라가야 비로소 불이 나는 것이다. 예를 들어 휘발유의 발화점은 -17℃, 석유의 발화점은 32℃다. 휘발유 가 석유보다 상온에서도 불이 나기 쉬운 이유다. 목재, 섬유, 종이 등에 불이 붙었을 때 물을 뿌리는 것은 온 도를 발화점 아래로 낮추기 위함이다. 물이 증기로 변하면서 많은 열을 흡수하는 성질을 이용한 방법이다. 1870년대 토마스 마틴이라는 발명가가 만들었다는 최초의 소화기에는 물을 저장해뒀다고 한다. 예전에는 우 리나라에서도 물소화기가 사용됐다. 물소화기에는 겨울철에 물이 얼지 않도록 하기 위해 탄산칼륨을 첨가했 다. 그러나 소화기에 많은 양의 물을 저장하기에 한계가 있는 데다 여러 가지 화공약품이 개발되면서 다양 한 소화기가 등장했다. 전기나 화공약품 때문에 발생한 화재의 경우에는 물을 뿌려서는 안 된다. 감전이나 또 다른 화학반응을 일 으킬 위험이 있기 때문이다. 이런 경우에는 산소의 공급을 차단하면 불을 끌 수 있다. 불이 난 곳에 많은 양 의 모래를 뿌리거나 담요, 카펫 등을 덮어씌워 공기가 들어가지 못하게 하면 산소가 부족해 더 이상 불이 확 산되지 않는다. 결국 불을 ‘질식’시키는 셈. 현재 우리 주변에서 가장 많이 볼 수 있는 분말소화기는 바로 이 같은 원리를 이용한 것이다. 분말소화기에는 중탄산칼륨, 중탄산나트륨, 인산암모늄, 요소 같은 화학성분들이 마치 밀가루 같은 분말 형 태로 들어 있다. 불이 난 곳에 분말을 뿌리면 높은 온도 때문에 분해된다. 이때 발생하는 이산화탄소가 산소 의 농도를 떨어뜨려 불이 꺼지게 하는 것이다. 순수한 이산화탄소를 아예 고압으로 압축해 액체 상태로 넣 은 이산화탄소소화기도 있다. 불이 난 곳에 방사하면 산소 농도를 떨어뜨리고 열을 흡수한다. 이산화탄소는 전기가 잘 통하지 않기 때문에 전기화재 진압에 제격이다. 그러나 이산화탄소소화기는 방사할 때 주변의 열 을 흡수해 온도가 많이 내려가기 때문에 사람에게는 직접 향하지 않도록 조심해야 한다. 다루기에 무겁다는 단점도 있다. 요즘에는 거의 사용하지 않지만 포말소화기도 산소 공급을 차단하는 원리로 불을 끈다. 포말소화기에는 황 산알루미늄과 탄산나트륨이 혼합된 화학성분이 들어 있다. 이를 뿌리면 열에 잘 견디는 거품이 발생해 불이 난 곳을 덮어버려 공기와 접촉하지 못하게 막는다. 그 밖에 일반 건물에서는 보기 어렵지만 나트 륨, 마그네슘, 철 같은 금속에 붙은 불을 끄기 위한 특수 소화기도 있다. 여기에는 공기보다 무거운 불활성 기체가 들어 있다. 출처: 한국바스프
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