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화학이야기

원소로 보는 화학사 VOLUME 015. ‘원자번호 50번 주석 소개합니다’

2018년 1월 2일

원소번호 50번 Sn 주석 vol.015 원소로 보는 화학사 원자번호 50번 '주석'을 소개합니다. #원소 #주석 #백연 #청동 #브론즈 #양철 #함석 #나폴레옹 #주석의_발견 #주석의_쓰임

지난번 ‘원소로 보는 화학사’에서는 유일하게 황금색으로 빛나는 원소인 원자번호 79번 ‘금’을 소개해드렸는데요 오늘은 나폴레옹이 러시아 원정에 실패한 원인과 깊은 관련이 있는 원소인 ‘주석’에 얽힌 화학이야기를 들려드릴게요!


원자번호 50번 ‘주석’을 소개합니다!

나폴레옹의 러시아 원정 실패기에 얽힌 주석 이야기

나폴레옹 러시아 원정

나폴레옹이 1812년 러시아 원정에 실패한 원인에 대해서 알고 계신가요? 물론, 그 원인으로는 식량 보급의 문제, 예상보다 추운 날씨로 인한 전투력 손실 등의 다양한 원인이 있을 것입니다. 그 중 ‘예상보다 추운 날씨로 인한 전투력 손실’에는 원자번호 50번 ‘주석(tin)’도 한몫을 했습니다.

당시 서유럽 국가들은 무기를 제외한 대부분의 금속 제품을 주석으로 만들었는데요. 주석은 비교적 무른 금속에 속했기 때문에 주조와 제조가 모두 쉬웠기 때문입니다. 그런데 동소체가 가장 많은 원소인 주석은 온도가 18℃ 아래로 내려가면, 그 구조가 회주석으로 바뀌어 바스러져 버리는 특징이 있습니다. 러시아 원정에 나선 프랑스군의 옷에 달린 주석 단추도 이러한 주석의 특징으로 단추는 모두 바스러졌고, 병사들은 차가운 바람과 눈보라를 견디기 위해 손으로 군복을 붙잡고 있어야만 했던 것입니다.

‘주석’이 발견되기까지의 과정, 그리고 원소명의 유래

원소 이름: ‘주석’을 뜻하는 앵글로색슨어 ‘tin’ (추정) 원소 기호: ‘주석’을 뜻하는 라틴어 ‘stannum’

주석은 구리와의 합금인 청동 성분으로, 고대부터 각지에서 사용되어 인간에게 친숙한 원소인데요. 주석은 인류의 역사에 철이 등장하기 전, 청동 농기구나 무기가 널리 쓰인 청동기시대를 구축하는데 한몫을 하기도 했습니다. 또한, 주석은 오래 전부터 합금 이외에 주석도금으로도 알려져 있습니다. 하지만 아쉽게도 주석은 그것의 처음 발견자가 누구인지는 알려지지 않습니다. 그럼 주석(Sn)의 원소명은 어디에서 유래된 것일까요? 그것은 바로 앵글로색슨어의 tin을 따서 명명한 것인데요. 주석의 원소기호 ‘Sn’은 납과의 합금이라는 뜻의 라틴어 ‘Stannum’에서 유래했습니다. 이는 ‘백연(白鉛)’이라고도 합니다.

‘주석’은 어디에 사용될까요?

청동기 시대부터 오늘날까지 다양한 금속과의 합금 및 도금

창과 방패를 든 장병 동상

원광석인 주석석(朱錫石)에서 채굴되며 흰색을 띤 부드러운 금속인 주석이 처음 사용된 것은 기원전 2,100년 무렵으로 추정됩니다. 구리에 주석을 혼합해 만든 청동은 동서양을 가리지 않고 널리 퍼졌는데요. 주석 함유량이 적은 청동은 장신구에 사용하며, 함유량이 많은 청동은 화살촉이나 거울에 사용했습니다. 검과 창에 사용한 청동은 그 중간 함량입니다.

 

동전, 장신구, 통조림 캔, 오르간피아노

주석 합금은 다양한 기능을 하기에 오늘날에도 많이 사용됩니다. 그리고 청동은 기계의 부품 재료, 밸브, 베어링 등에 사용합니다. ‘브론즈’라고도 하는 주석은 동전이나 미술품 등에도 사용합니다. 또한, 우리가 아는 ‘양철’도 철에 주석을 도금한 것인데요. 주석은 이러한 양철이나 납과의 합금인 땜납 등 다양한 금속과 합금을 만들거나 도금에 사용합니다. 철판과 달리 양철은 녹슬지 않아서 통조림이나 장난감 등에 사용하는데요. 이는 주석의 높은 내식성(금속 부식에 대한 저항력)을 이용한 것이죠. 그리고 철에 주석을 도금한 양철과는 달리 함석은 철에 아연을 도금한 것입니다. 납땜은 금속끼리 접합하거나 전자회로의 부품을 고정하는 데 사용합니다. 또한, 납과 주석의 합금은 파이프오르간에도 사용한답니다.

판유리를 만들다

건물 유리 창문

건물 벽으로 쓰는 넓고 납작한 판유리는 어떻게 만들까요? 녹아 있는 유리를 납작하게 펴서 만든다고 생각할 수도 있겠지만, 그런 방식으로는 굴곡 없이 극도로 평평한 유리를 만들기는 어렵습니다. 놀랍게도 납작한 판유리는 주석을 이용해 만듭니다. 액체 상태의 주석 위에 유리 물을 부으면 주석 표면에서 유리가 얇고 고르게 펴진다는 놀라운 사실! 이러한 주석 처리로 유리의 강도 역시 살짝 높아지므로 물리적인 압연 방식보다 자주 이용됩니다.


주석 정보 요약

오늘은 나폴레옹이 러시아 원정에 실패한 원인과 깊은 관련이 있는 원소 ‘주석’에 대해 소개해드렸는데요. 다음 ‘원소로 보는 화학사’에서는 금속 중에서 전기, 열의 전도율과 반사율이 가장 큰 원소인 ‘은’에 얽힌 화학이야기를 들려드릴게요! 많이 기대해주세요.

 

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<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)

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