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베르셀리우스의 각종 물질 발견
베르셀리우스는 스웨덴이 낳은 세계적 대화학자이다.
그는 어릴 때 부모를 여의었으므로 소년시대는 고학하며 학교에 다녔다. 그러나 1797년 노력한 결과 웁살라대학의 입학시험에 합격하고 의학부에 진학했으며, 1802년 광천의 화학 분석에 관한 논문으로 의학박사가 되었다.
그 뒤 그는 의학교의 무보수 조수가 되고 스톡홀름의 아파트에서 하숙했다. 가정교사와 의료의 일을 하면서 생활비를 벌어 연구를 계속했던 것이다.
그런데 그 아파트의 주인 히신이에르라는 사람은 보통 사람이 아니었다.
이 사람은 광산의 소유주로 화학에도 관심을 가지고 있었던 것이다. 그래서 베르셀리우스는 그 집주인의 실험실을 빌려 실험을 시작했다.
그러자 집주인도 그것에 흥미를 느끼고 함께 실험을 하게 되었다.
두 사람은 2년 전에 발명된 볼타의 전지를 이용하여 전기 분해의 실험을 시작한 것이다. 두 사람은 물을 비롯해 식염수 및 황산나트륨 수용액 등을 잇 따라 전기분해를 해 보았다.
두 사람은 실험이 즐겁기만 했다.
그런 어느 날 집주인은 베르셀리우스에게 옛날에 있었던 어떤 추억을 이야기해 주었다.
“베르셀리우스, 나는 소년 시절 광물을 채집하는 것이 즐거워서 여러 가지의 빛깔을 한 광물을 모았지요. 그때 내가 지금 소유하고 있는 광산에서 붉은 빛을 띤 아름다운 광물을 발견했소. 나는 직감적으로 ‘이 안에는 뭔가 새로운 물질이 섞여있는 것이 아닐까?’하고 생각했지요. 며칠을 생각한 끝에 셸레에게 광물을 보내 조사해 보자는 생각에서 실제로 보냈소. 그렇지만 셸레의 회답은 ‘화학 분석을 해 보았지만 새로운 물질은 전혀 함유되지 않았다.’는 것이오.”
“그렇습니까?”
“어쩌면 이 돌은 가드린이 새 원소 이트리아를 발견한 광물과 같다는 생각이 듭니다만.”
“그 돌을 보여 주시겠습니까?…… 조금만 으깨도 되겠습니까?”
베르셀리우스는 그 돌을 받아 들자 곧 으깨어 보았다. 풍화하지 않은 새 면은 지금까지 베르셀리우스가 본 일이 없는 독특한 광택을 하고 있었다.
‘뭔가 새로운 물질이 함유된 것 같은 색깔이구나?’하고 생각한 그는 집주인과 함께 화학 분석을 해 보기로 했다.
그들은 그 돌을 가루로 만들고 용융제로 녹여 분석했다. 얻어진 산화물은 새로운 원소를 함유한 산화물이었다. 그 산화물은 세리아로 명명하고, 1803년에 발표하였다.
그 후 베르셀리우스는 스톡홀름 대학의 교수가 되고, 원소의 원자량을 측정하는 연구에 몰두했다.
그렇지만 대학에서 가르침을 받았던 에이케리 교수가 죽고, 교수의 광물 수집물 일부를 베르셀리우스가 양도받게 되었다.
그는 분류되고 있는 광물의 표본을 조사해 보았다. 그렇지만 그 무렵의 광물 분류는 화학 성분에 따라 분류되고 있지 않았다.
‘그렇구나. 이 광물을 화학 성분에 따라 다시 분류해 보자. 그러면 더 편리해질 것이다.’
그렇게 생각한 그는 광물 표본 전부의 화학 성분을 조사하고 광물의 새로운 분류법을 제창했다. 그 때 그는 ‘대부분의 광물에는 실리카(이산화탄소)가 함유되었다.’는 것도 처음으로 밝혀냈다.
이리하여 베르셀리우스는 여러 가지의 무기 화합물을 접하고 무기 화합물을 새로이 만들기도 하며 또 분석하기도 하는 일이 아주 능숙해지게 되었다.
1817년 베르셀리우스는 선배와 협동으로 경영하고 있던 황산 공장의 침전물을 조사하고 있었다.
‘이것에는 텔루르가 함유된 것이 아닐까?’
오랜 세월 동안의 경험에서 날카로운 직감력이 발달해 있었던 베르셀리우스는 그렇게 감을 잡고 그 침전물을 분석해 보았다. ‘텔루르’라는 것은 1783년에 뮬러가 발견했던 원소이다.
그는 침전물을 분석하고 텔루르의 성질과 아주 흡사한 물질을 꺼냈다. ‘역시 텔루르였던가?’하고 생각했지만 아무래도 냄새가 나는 것이 마음에 걸렸다.
그래서 그는 깨끗한 텔루르를 준비하고 유리관속에서 가열해 보았다. 냄새는 없었다. 한편 황산 공장의 침전물에서 꺼낸 ‘텔루르 같은 물질’도 마찬가지로 유리관 속에서 가열해 보았다. 그러자, 악취가 풍겼다.
‘황 냄새와 전혀 다르구나. 어쩌면 텔루르를 닮은 물질로 타면 냄새가 나는 새 물질이 들어 있을지도 모른다.’
그렇게 생각한 그는 자신이 만든 불순한 텔루르 속에 들어 있는 ‘타면 악취를 풍기는 물질’을 꺼내는 실험을 시작했다. 그리하여 이듬해(1818년) 끝내 꺼내는 것에 성공했다. 그것도 새 원소였다. 그는 그것에 ‘셀레늄(셀렌)’이라고 명명했다.
글 : 왕 연 중
(한국발명문화교육연구소 소장, 영동대학교 발명특허공무원학과 겸임교수)
(이메일 : wangyj39@dreamwiz.com 전화 : 011-890-8578 )
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