원소로 보는 화학사 Vol.059, 원자번호 46번 '팔라듐'을 소개합니다.
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        원소로 보는 화학사 Vol.059, 원자번호 46번 ‘팔라듐’을 소개합니다.

        2019년 10월 16일

        원소로 보는 화학사 원자번호 46번 팔라듐을 소개합니다.

        지난 시간에는 지각에 두 번째로 많이 발견되며 방습제부터 반도체까지 활용도가 다양한  ‘규소(Si, 원소번호 14번)’에 대한 이야기를 들려 드렸습니다. 오늘은 희귀한 광물 중 하나로 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 높은 가치를 지닌 ‘팔라듐(Pd, 원소번호 46번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.


        원자번호 46번 ‘팔라듐(Pd)’을 소개합니다.

        팔라듐 Palladium

        영화 <아이언맨>을 보면 주인공 아이언맨의 가슴에 박힌 소형 원자로 ‘아크 리액터’가 팔라듐으로 만들어졌다는 내용이 나옵니다. 영화를 보고 나면 팔라듐이 핵융합 촉매라는 생각이 드는데요. 사실은 어떨까요? 원자번호 46번 팔라듐(Pd)은 희귀한 광물 중 하나로 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 높은 가치를 지니는 원소입니다. 팔라듐은 구리, 아연, 니켈을 정련(금속이 함유된 양, 순도를 알아보는 작업)하는 과정에서 부산물로 얻어지는 광택이 나는 은백색 금속으로 백금과 화학적 성질이 유사합니다. 팔라듐은 넓게 펴지거나 길게 늘어나는 전성과 연성이 좋고 거의 모든 금속과 합금을 이룰 수 있습니다. 또, 대기 및 물에 대한 내식성(금속 부식에 대한 저항력)도 높습니다. 팔라듐은 주로 촉매(생성물을 바꾸지 않고 화학반응 속도를 높이는 물질)와 장신구로 사용되는데, 특히 휘발유 엔진 차량 배기가스 정화장치 촉매제로 쓰입니다.

        ‘팔라듐’의 발견과 원소명의 유래

        영국 화학자 윌리엄 하이드 울러스턴

        이미지 출처:https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wollaston_William_Hyde_Jackson_color.jpg

        팔라듐이 발견된 것은1802년 영국의 화학자 윌리엄 하이드 울러스턴(William Hyde Wollaston, 1766~1828)에 의해서입니다. 그는 남미산 백금 광석을 강한 산에 녹이는 과정에서 녹지 않은 검은색의 잔류물을 발견하고 이 안에서 이리듐과 오스뮴을 분리합니다. 또 그 용액에서 백금을 가라앉혀 팔라듐을 처음으로 발견하는 데 성공했습니다. 1803년 윌리엄은 새로운 소행성 ‘팔라스(Pallas)’의 이름을 따 팔라듐이라고 명명했는데 팔라스는 지혜의 여신인 ‘팔라스 아테나’에서 유래한 것입니다.

        ‘팔라듐’은 어디에 사용될까요?

        팔라듐의 쓰임새

        팔라듐은 금, 은과 같은 귀금속과 합금해 외과 수술용 기구 등의 의료기기, 열 계측기, 베어링, 귀금속 장신구로 널리 쓰입니다. 팔라듐과 금 합금을 백색금(white gold)이라 하는데 알레르기를 일으키지 않고 비교적 저렴하며 내마모성과 내부식성이 뛰어나 크라운(이를 덧씌우는 물질), 항암제, 장신구 등에 활용됩니다. 생산되는 팔라듐은 휴대전화나 노트북 컴퓨터에 들어가는 배터리의 제조에 사용되기도 합니다.

        팔라듐은 자동차와도 연관이 깊습니다. 환경오염의 주범으로 손꼽히는 배기가스의 감축 촉매제로 쓰이기 때문이죠. 이 밖에도 팔라듐은 수소를 잘 흡수하고 통과시키는 성질이 있어 수소 정제에 이용되고 있습니다. 팔라듐은 미래의 수소 에너지 시대에 더욱 중요한 금속이 될 것으로 보입니다.

        다시 <아이언맨>과 팔라듐 이야기로 돌아가 볼까요? 1989년 미국 유타 대학의 두 화학자는 상온 핵융합 실험에 성공했다고 발표합니다. 1억 ℃ 이상의 뜨거운 온도가 필요한 핵융합을 실내 온도에서 해냈다는 것이었는데요. 그들은 팔라듐을 전극으로 썼다고 했고 학계에서는 격렬한 논쟁이 벌어졌습니다. 결국 이론적으로 불가능하다는 사실이 밝혀지며 한 편의 소동으로 마무리됩니다. 팔라듐 촉매를 이용한 핵융합은 아직은 영화에서만 가능한 일로 마무리되었습니다.

        한눈에 보는 팔라듐

        오늘은 뛰어난 촉매제로 자동차 배기가스를 절감시키는 ‘팔라듐(Pd, 원소번호 46번)’ 에 대해 소개해 드렸습니다. 다음 이 시간에는 광섬유 통신, 적외선 광학, 화학 촉매 등에 사용되는 원소 ‘저마늄(Ge, 원소번호 32번)’에 대한 정보로 돌아오겠습니다.

         

        <내용 출처> 누구나 쉽게 배우는 원소 (그림으로 배우는 118종 원소 이야기) /원소가 뭐길래 (일상 속 흥미진진한 화학 이야기) / Big Questions 118 원소 (사진으로 공감하는 원소의 모든 것)

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