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블랙의 이산화탄소 발견
지금으로부터 245년 전까지만 해도 기체라고 하면 공기뿐이고, 이를 분류한다면 좋은 공기와 오염된 공기의 두 종류뿐이었다.
공기와 전혀 성질이 다른 기체도 있다는 것을 처음으로 규명한 사람은 영국의 의학생 조지프 블랙이었다.
당시 블랙은 의학박사가 되기 위해 결석에 효험이 있는 새로운 약의 연구를 하고 있었다.
그는 환자에게 알칼리성의 약을 복용시키면 결석이 없어지는 것을 보고, 결석만을 잘 녹이고 몸에는 부작용이 적은 약품을 찾아내는 연구를 하고 있었다.
그때 그가 주목한 약품은 ‘마그네시아 알바’였다. 이 약은 지금의 화학 이름으로는 ‘탄산마그네슘’이라는 것. 그는 이 약품은 약한 알칼리성이므로 결석에 효험이 있을 것이라고 생각한 것이다.
그는 먼저 이 마그네시아 알바의 성질을 자세히 조사해 보았다. 이 마그네시아 알바에 산을 붓자 거품이 심하게 일며 녹았다. 기체가 빠져나온 것이다.
다음에는 마그네시아 알바를 가열하고 흰 분말을 만들어 산을 부으니 거품이 일지 않고 녹았다.
‘그렇구나. 마그네시아 알바를 태웠을 때, 기체가 빠져 나왔기 때문이다. 그러므로 이번에는 산을 첨가해도 기체가 빠져 나오지 않는 거구나.’
그렇게 생각한 그는 태우기 전에 마그네시아 알바의 무게를 달고 그런 다음 태운 것을 흰 분말로 하고 나서 그 무게를 달아 보았다.
그랬더니 놀라운 일이었다. 무게는 태우기 전의 반 이하, 12분의 5정도밖에 없는 것이다. 처음 무게의 12분의 7은 줄었던 것이다.
공기에도 무게가 있다. 그러므로 마그네시아 알바로부터 기체가 빠져 나갔다는 것을 알 수 있다. 그러나 그 기체의 무게가 12g중에 7g이나 있다는 것을 믿을 수 없는 느낌이었던 것이다. 하지만 몇 번이나 실험을 다시 해 보아도 그 결과에는 틀림이 없었다.
그래서 블랙은 마그네시아 알바에 함유되어 있는 기체에 흥미를 가지고 자세히 조사해 보았다. ‘이 기체는 기체라고는 해도 보통 기체와 성질이 다른 모양이다.’라는 것을 깨닫고 있었기 때문이다.
그 결과 이 기체는 결석이나 석회석에 함유되어 있는 기체와 같다는 것도 규명했다. 석회석 중에서 이 기체를 거품으로 내면 석회석이 하얗게 바래지는 것도 확인했다. 보통 공기라면 그런 일이 없으니 이것은 보통 공기와 다른 것은 확실했다.
그는 그 새로운 기체를 ‘고정 공기’라고 부르기로 했다. 이것은 ‘마그네시아 알바나 석회석 안에 뭉쳐서 들어있는 공기’라는 뜻의 말이다.
이 ‘고정 공기’라는 것은 오늘날에 말하는 이산화탄소인데, 이는 호흡에 좋지 않은 공기로서, 인간이 내쉬는 숨에 들어 있다는 것도 알게 되었다.
1754년 그의 나이 26세 때였다. 마그네시아 알바를 결석의 특효약으로 개발하려는 연구는 실패했지만, 그는 이 연구로 의학 박사가 될 수 있었다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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