원소로 보는 화학사 Vol.007 ‘원자번호 12번 마그네슘을 소개합니다’

지난번 ‘원소로 보는 화학사’에서는 ‘원자번호 53번 ‘요오드(아이오딘)‘을 소개해드렸는데요. 오늘은 흔히들 눈 밑이 파르르 떨릴 때 부족하다고 이야기하는 ‘마그네슘’에 대한 재미있는 이야기를 들려드릴게요!

원자번호 12번 ‘마그네슘’을 소개합니다!

마그네슘은 지각에 여덟 번째로 많이 존재하는 원소입니다. 산업 혁명기를 배경으로 한 영화를 보면 사진사가 전등 모양의 플래시를 손에 들고 사진을 찍는 장면을 가끔씩 볼 수 있는데요. 사진을 찍는 동시에 연기와 빛이 함께 발생합니다. 이러한 플래시에 사용되는 원소가 바로 마그네슘(magnesium)입니다. 연소할 때 빛을 내는 마그네슘은 섬광탄, 소이탄, 폭죽, 부싯돌 등 빛과 불꽃이 필요한 곳에 널리 활용되고 있습니다.

‘마그네슘’이 발견되기까지의 과정, 그리고 원소명의 유래

마그네슘이 원소라는 것을 처음 알아낸 사람은 스코틀랜드의 화학자 조지프 블랙(Joseph Black)인데요. 그는 화상을 치료하는 중화제로 사용하던 마그네시아 알바(탄산마그네슘)를 가지고 실험하다가 1755년에 처음으로 마그네슘이 원소임을 발견했습니다. 이후 영국의 화학자 험프리 데이비가 1808년에 수은과 혼합물을 이룬 마그네슘 원소 샘플을 만들었고, 20년 후 프랑스 화학자 앙투안 뷔시(Antoine Bussy)가 마그네슘 금속 샘플을 제작했죠. 그리고 19세기 중반에 이르러서야 마그네슘이 산업용으로 쓰일 정도로 다량 추출되었답니다.

그럼 ‘마그네슘’이라는 원소 이름은 어떻게 명명되었을까요? 마그네시아 알바는 그리스의 마그네시아 지방에서 발견된 광석인데, 마그네슘이라는 이름 역시 해당 지명으로부터 유래되었습니다. 그 뜻은 ‘흰색 마그네시아’입니다. 또한 고대민족인 마그네테스족이 터키에 세운 식민도시에도 마그네시아라는 지명이 있는데요. 그래서 그들의 이름을 땄다고도 전해집니다.

‘마그네슘’은 어디에 사용될까요?

다양한 경량합금제품       

마그네슘 자체는 무른 성질의 금속입니다. 그래서 쉽게 자를 수 있는데요. 하지만 이러한 마그네슘이 알루미늄이나 아연 등과 더해 합금을 만들면 가볍지만 아주 단단해집니다. 마그네슘은 베릴륨과 타이타늄보다 저렴하고 지각에 많은 양이 매장돼 있기 때문에 아주 오래 전부터 가벼운 금속이 필요한 분야에서 널리 사용되어 왔습니다. 1, 2차 세계대전 당시 군용기, 미사일, 로켓 등에도 사용되었고, 오늘날에는 경주용 자동차나 항공기뿐만 아니라 카메라, 노트북, 무선 전화기 등 휴대용 전자 제품에 사용되고 있습니다. 이뿐만 아니라 보호장갑과 신발을 제작하는 데도 쓰입니다.

오늘날에는 중국이 세계 마그네슘 생산량의 90%를 생산하고 있는데요. 앞서 소개해 드린 것처럼 마그네슘은 지각에 워낙 많은 양이 매장돼 있어 마그네슘 독점에 의한 국제 갈등이 일어날 가능성은 낮다고 볼 수 있겠죠?

동식물의 필수 영양소

마그네슘은 식물의 광합성에 필수적인 요소입니다. 그 이유는 엽록소의 핵심 원소가 바로 마그네슘이기 때문인데요. 마그네슘 공급이 원활하지 않으면 아무리 빛을 쬐고 물을 흡수해도 잎이 노랗게 변하면서 식물은 말라 죽게 됩니다.

마그네슘은 식물뿐 아니라, 인간에게도 반드시 필요합니다. 실제로 마그네슘은 우리 인체에서 30개 이상의 효소 반응에 관여하고 있습니다. 앞서 말씀드린 바와 같이 여러분 중에 가끔 눈 밑이 파르르 떨리는 증상을 경험해 본 적 있으실 텐데요. 이러한 증상은 바로 체내에 마그네슘이 부족하여 발생하는 현상입니다. 하지만 그렇다고 마그네슘을 너무 과다복용 할 경우 설사와 두통을 동반한 고마그네슘 혈증이 생겨 신체 기능이 저하되고 호흡 곤란이 일어나는 등의 탈이 날 수 있습니다. 흥미로운 사실이 하나 있는데요. 설사를 유발하는 마그네슘 부작용의 역발상으로 마그네슘을 변비약으로 쓴다는 것입니다.

오늘은 지각에 여덟 번째로 많이 존재하는 원소 ‘마그네슘’에 대해 소개해드렸습니다. 다음 ‘원소로 보는 화학사’에서는 우리 산업에서 필수불가결한 원소인 ‘철’에 대해서 소개해드릴 텐데요. ‘철’은 어쩌면 지금의 산업 역사를 쓰는데 큰 축이 되어 준 원소로, ‘철’에 얽힌 재미있는 화학이야기도 기대해주세요!

<내용 출처> 

누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기)/원소의 세계사 (주기율표에 숨겨진 기상천외하고 유쾌한 비밀들)/원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기)/Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)