원소로 보는 화학사 Vol.068, 원자번호 76번 '오스뮴'을 소개합니다.
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        원소로 보는 화학사 Vol.068, 원자번호 76번 ‘오스뮴’을 소개합니다.

        2020년 3월 10일

        지난 시간에는 미래 환경과 직결되는 중요한 원소인 ‘로듐(Rh, 원소번호 45번)’에 대해 소개해 드렸습니다. 이번 시간에는 극도로 단단하면서도 쉽게 부서지는 독특한 특성을 지닌 원소, ‘오스뮴(Os, 원소번호 76번)’에 대한 정보를 준비했습니다.


        원자번호 76번 ‘오스뮴(Os)’을 소개합니다.

        오스뮴은 청회색의 광택이 나는 매우 무거운 백금족 원소입니다. 오스뮴 자체는 독성이 없지만 분말 형태로 공기 중 노출되면 공기 중의 산소와 서서히 반응해 산화오스뮴이 됩니다. 이 화합물은 독성이 강해 소량으로도 피부와 눈과 폐를 손상시킵니다. 또, 산화오스뮴은 휘발성이 있고 자극적인 냄새가 납니다.

        오스뮴은 단단하면서도 부서지기 쉽습니다. 밀도가 모든 원소 가운데 가장 높은 오스뮴은 녹는점과 끓는점도 높아 가공하기 어려운 금속입니다. 오스뮴은 어떤 원소를 더 많이 포함하고 있는가에 따라 오스미리듐 또는 이리디오스뮴이라 부르는 자연적으로 만들어진 이리듐과 오스뮴 합금과 백금을 포함하고 있는 광물에서 발견됩니다. 내마모성이 매우 우수해 합금 제조에 주로 사용되는, 희소금속 가운데 하나이기도 합니다.

        ‘오스뮴’의 발견과 원소명의 유래

        1803년 영국의 화학자 스미슨 테넌트(Smithson Tennant)는 백금을 질산과 염산을 섞은 왕수라는 용액에 녹이고 난 후, 반응이 끝난 찌꺼기를 조사해 이리듐과 오스뮴을 발견하였습니다. 오스뮴은 그리스어로 ‘냄새 나는’ 이라는 뜻의 오스메(osme)에서 따온 것입니다. 이는 지독하게 자극적인 냄새를 풍기는 오스뮴의 특징 때문입니다. 이 냄새를 유발하는 원인은 사산화오스뮴으로 끓는점이 낮아 상온에서도 휘발합니다. 이 화합물은 소량으로도 결막염, 두통, 호흡기장애 등을 일으키는 독성이 있습니다.

        ‘오스뮴’은 어디에 사용될까요?

        오스뮴은 백금족의 다른 금속과 아주 단단한 합금을 만드는 데 주로 사용됩니다. 가장 잘 알려진 합금은 백금과의 합금으로 단단하고 내마모성이 뛰어나며 산과 알칼리에 대한 내부식성이 좋습니다. 그러나 안타깝게도 오스뮴의 생산량이 적고 값이 비싸 적은 양으로 높은 효과를 볼 수 있는 곳에만 사용됩니다. 고가의 명품 만년필 촉과 볼펜 촉이 대표적인 예입니다. 오스뮴 합금 필기구는 오래 사용해도 끝이 뭉툭해지지 않습니다. 또한 오스뮴은 전기접점과 정밀 베어링으로 요긴하게 사용되며 90%의 백금과 10%의 오스뮴 합금은 인공심장박동 조절기, 심장 판막 등의 인체 이식기에 사용되기도 합니다.

        오스뮴은 녹는점이 높아 백열전구의 필라멘트 재료가 되기도 합니다. 필라멘트는 전기가 통하면 온도가 높아지며 발광하는 구조라 녹는점이 높은 원소가 필요합니다. 또 열복사의 일부가 가시영역까지 확대되어야 밝은 빛을 얻을 수 있습니다. 이런 이유로 오스뮴의 녹는점은 적합하지만 오스뮴필라멘트는 취약하다는 결점이 있습니다. 필라멘트 재료는 텅스텐이나 탄탈럼으로 교체되었습니다.

        한눈에 보는 '오스뮴'

        독성이 있지만 합금은 안전하고, 대단히 단단하면서도 부스러지기 쉬운 두 얼굴의 원소 ‘오스뮴(Os, 원소번호 76번)’ 이야기 어떠셨나요?  다음 이 시간에는 크롬족에 속하는 전이 원소로 강철을 제공할 뿐 아니라 먹거리를 풍성하게 하는 역할을 하는 ‘몰리브데넘(Mo, 원소번호 42번)’ 대한 이야기로 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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