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원소의 보고(寶庫) 백금광 발견
18세기 초 스페인 과학자 우로아는 중남미 각지를 탐험하고 있을 때 광산에서 은과 비슷한 금속을 발견했다. 스페인어로 플래티나(백금)라고 하는 금속의 광석이었다. 은과 비슷하지만 두들겨 보니 그 뻗치고 펴지는 것과 굳기 등은 은과는 확실히 달랐다.
그는 탐험일지에 이 플래티나 광석에 대해 자세하게 기록했다.
그 탐험일지가 1748년 스페인에서, 1772년에는 영국에서 발행되었다. 이것을 본 화학자들은 플래티나라는 금속에 흥미를 느꼈다.
영국의 화학자 울러스턴은 케임브리지대학의 선배 화학자 테난트 밑에서 백금의 연구를 시작했다. 먼저 그는 백금광을 화학 분석해 보았다.
백금광을 왕수에 녹이고 그런 다음 증발시켰다. 자극이 강한 흰 연기가 많이 피어올랐다. 흰 연기가 멎고 나서 시안화수은이라는 약품을 한 방울씩 첨가해 보았다. 그러자 황색이 침전물이 생겼다.
순수한 백금은 침전하지 않았다는 것을 알고 있었던 그는 ‘이 황색의 침전물에는 아직 알려지지 않은 금속이 함유해 있는 것’이라고 생각했다.
그의 예상은 적중했다. 그는 그 침전물을 태워 산화물이 되게 하고서 환원해 새 금속을 꺼낸 것이다.
그는 이 금속을 ‘팔라듐’이라고 명명했다. 1803년의 일이다.
그는 이어 백금, 팔라듐 외에 ‘염산을 첨가하면 장밋빛이 되어 침전하는 물질’을 발견했다. 그 염화물을 수소 속에서 가열하자 새 금속이 생겼다.
새 금속은 그리스어의 ‘장미’라는 말을 따서 ‘로듐’이라고 명명했다. 팔라듐과 거의 동시에 발견된 것이다.
그 뒤 그의 선배 테난트는 백금광을 왕수에 녹였을 때에 녹지 않고 까맣게 남는 흑색의 가루 같은 물질이 생기는 적이 있다는 것에 주목 했다.
‘백금광에도 여러 종류의 것이 있는 모양이다.’
그렇게 생각한 그는 왕수에 녹지 않고 남는 검은 분말을 모아 그것을 분석해 보기로 했다.
역시 그 검은 물질의 정체는 두 종류의 새 금속 원소였다. 그 하나는 산이나 알칼리와 화합되면 황색, 자색, 적색 등 여러 색깔의 화합물을 만들었다. 이 새 금속은 여러 빛깔의 염류를 만들므로 그리스어의 ‘무지개’라는 말을 따서 ‘이리듐’이라고 명명했다.
또 한 종류의 새 금속 원소는 그 산화물이 독특한 냄새를 가지고 있었기 때문에 그리스어의 ‘냄새’라는 말을 따서 ‘오스뮴’이라고 명명했다. 1804년의 일이다.
그리고 그는 이 발견의 8년 전(1796년)에 다이아몬드 연소 실험을 하고 다이아몬드는 탄소만으로 이루어졌다는 것도 밝혀냈다.
‘백금광 속에서 새 원소가 넷이나 발견되었다.’
는 소식이 전해지자 ‘백금광 속에는 또 다른 새 원소가 있을지도 모른다.’는 생각에서 새로운 백금광을 찾아 연구하는 학자가 줄을 이었다.
어떤 학자는 ‘소련의 우랄 산맥에서 산출된 백금광 속에 팔라듐, 로듐, 오스뮴, 이리듐 외에 새 원소가 셋이 더 있다.’고 발표했다. 그러나 그것은 다른 화학자에게서 인정을 받지 못했다.
그렇지만 크라우스라는 소련의 화학자는 ‘자신의 나라에서 산출되는 광석 속에 새 원소가 셋이나 있다.’는 그 발표에 흥미를 느꼈다.
‘모든 사람이 신용하지 않는다면 손수 확인해 보자.’
그렇게 생각한 그는 우랄 산맥에서 채취한 백금광을 철저히 분석해 보았다.
그러나 역시 어떤 학자가 말했다는 새 원소 셋은 함유해 있지 않았다. 하지만 오스뮴과 이리듐을 많이 함유한 백금광 속에서 새 원소 ‘루테늄’을 발견할 수 있었다. 1844년의 일이다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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