지난 시간에는 아시아에서 처음 발견된 원소 ‘니호늄(Nh, 원자번호 113번)’을 소개해 드렸습니다. 오늘은 눈을 보호해주는 원소 ‘프라세오디뮴(Pr, 원자번호 59번)’에 대한 이야기를 준비 했습니다.
‘프라세오디뮴(Pr, 원자번호 59번)’은 은백색의 부드러운 금속입니다. 공기 중에서는 누렇게 변하고, 뜨거운 물과 반응하면 수소를 발생시킵니다. 산화될 때 누렇게 변하는 성질을 활용해 황색 안료로 사용하며, 철강 및 비철금속을 만들 때 첨가재료로 많이 쓰입니다. 한편 산화프라세오디뮴은 푸른빛을 흡수하고 산화네오디뮴은 노란빛을 흡수합니다. 이들을 용접용 고글 유리에 섞으면 눈을 보호하는 기능을 합니다.
프라세오디뮴은 오랫동안 단일원소로 여기던 디디뮴(didymium)에서 분리했습니다. 1829년 프랑스 화학자 폴 에밀 르코크 드부아보드랑(Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, 1838~1912)이 ‘디디뮴’이 적어도 두 가지 이상의 원소 혼합물임을 발견했습니다. 그는 그 중에 하나인 ‘사마륨’을 분리해내고 나머지를 ‘디디뮴’으로 남겨 놓았습니다. 1885년에는 오스트리아의 카를 아우어 폰 벨스바흐(Carl Auer Freiherr von Welsbach, 1858~1929)가 분광학적 방법으로 ‘디디뮴’을 조사해 두 가지 원소로 이루어졌다는 것을 알아냈습니다.
프라세오디뮴은 그리스어로 쌍둥이라는 뜻의 ‘didymos’와 녹색이라는 뜻의 ‘prasios’에서 유래했습니다. 네오디뮴과 프라세오디뮴을 분리했고, 그 화합물이 밝은 녹색을 띠고 있었기 때문에 붙여진 이름입니다.
프라세오디뮴 산화물은 유리나 도자기의 안료, 착색제에 사용합니다. 녹색이 도는 선명한 황색을 나타내는 이 산화물을 프라세오디뮴 황색이라고 하는데, 수채화의 물감으로도 사용합니다. 프라세오디뮴 황색은 희토류 원소로 만든 안료 중에서 최초로 실용화되었고 다른 안료와 혼합하면 도자기에서 다채로운 색을 냅니다.
또한 프라세오디뮴과 코발트로 만드는 프라세오디뮴자석은 물리적 강도가 세고 구멍을 내거나 일부를 잘라내도 쉽게 깨지지 않으며 고온에서도 가공할 수 있습니다.
프라세오디뮴과 네오디뮴, 두 원소의 화합물은 석유 산업이나 자동차 촉매 변환기에서 촉매로 사용되며 철이나 마그네슘 합금에 사용됩니다. 현재 디디뮴은 프라세오디뮴과 네오디뮴의 혼합물을 뜻하며, 렌즈나 필터의 광학 코팅에 사용됩니다. 디디뮴은 눈에 거슬리는 노란빛이나 자외선을 흡수하기 때문에 안전 고글에도 활용되며, 항공기 엔진용 고강도 마그네슘 합금을 만드는 합금제로 사용되고 있습니다.
프라세오디뮴은 인체에 해를 입힐 수 있고, 눈에 보이지 않아 다루기 불편한 자외선 대신 눈에 보이는 빛, 가시광선(visible light)으로 자외선과 같은 효과를 내는 원소입니다. 프라세오디뮴은 가시광선에서도 빛을 받아들여 화학 반응을 촉진합니다. 다음 이 시간에는 지동설을 주장한 코페르니쿠스의 이름을 딴 원소 (코페르니슘, Cn 원자번호 112번)에 대한 이야기로 돌아오겠습니다.
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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