원소로 보는 화학사 VOLUME 023. ‘원자번호 33번 비소(As)을 소개합니다’

지난번 ‘원소로 보는 화학사’에서는 소금의 구성 원소이면서 고대부터 사람의 생명 유지에 필수 원소로 여겨져 온 ‘나트륨’에 대해 소개해드렸는데요. 오늘 소개해드릴 원소는 소크라테스가 마신 서양의 사약인 독당근에 사용된 원소 ‘비소’에 얽힌 화학이야기를 들려드리겠습니다.

원자번호 33번 ‘비소’를 소개합니다!

비소는 독살의 역사에 이름을 남긴 원소입니다. ‘독’이라고 했을 때 대부분 많은 사람들이 떠올리는 색은 초록색인데요. 그 이유는 수많은 소설, 만화와 컴퓨터 게임에서 독은 초록색으로 표현되기 때문입니다. 그럼 도대체 독이 초록색 일 것이라는 인식은 어디서 나온 것일까요?

‘패리스 그린(paris green)’을 아시나요? 조금 생소할 수도 있는데요. 이것은 바로 산화비소와 구리의 복합 산화물로 만든 쥐약으로, 18세기 프랑스에서 처음 만들어졌습니다. 이 쥐약은 오늘날 ‘에메랄드 그린’이라고 불리는 초록빛을 띠고 있습니다. 그 당시 이 색에 반한 많은 사람들이 쥐약이라는 원래의 용도를 무시하고 패리스 그린으로 집을 온통 칠했다고 합니다. 포도주에 의한 비소(arsenic) 중독으로 죽었다고 알려진 나폴레옹 역시도 이 색을 너무나 사랑했는데요. 그 역시도 그의 방 전체를 패리스 그린으로 칠해 비소에 중독된 것이라는 설도 있습니다.

‘비소’가 발견되기까지의 과정, 그리고 원소명의 유래

독일의 화학자 마그누스는 백비(흰색비소)라 부르는 비소 화합물의 황화비소와 식물성 기름을 섞고 열을 가함으로써 비소의 홑원소 물질을 얻었습니다. 이렇게 얻은 물질이 원소라는 사실이 확인되기 전까지는 그 성질이 수은의 원석과 비슷하다고 하여 수은의 일부로 여겼습니다. ‘비소’라는 원소명은 ‘오피먼트’를 뜻하는 그리스어 ‘arsenikon’에서 유래된 것입니다. 또한, 남자답다는 뜻의 그리스어 ‘arsenikos’와 관련이 있다는 설도 있습니다. 그리고 한자어의 砒素(비소)에는 독물로 취급했던 비석(砒石)의 원료라는 의미가 담겨 있답니다.

‘비소’는 어디에 사용될까요?

가장 유명한 독

순수한 비소는 독성이 없지만 산소와 결합해 형성되는 가루 형태의 백색 비소는 독성이 강합니다. 사실상 자연 상태에서 확보할 수 있는 비소 화합물은 모두 독성이 있다고 봐도 됩니다. 비소 화합물은 일반적으로 무색무취에 약간의 단맛이 있고 검출도 쉽지 않기 때문에 독약으로 많이 쓰였는데요. 로마 교황 알렉산데르 6세도 정적(정치에서 대립되는 처지에 있는 사람)을 독살하는 데 비소를 썼고, 당시 일반인들 사이에서도 비소를 살인도구로 사용하는 경우가 더러 있었습니다. 동양에서는 비상(砒霜)이라는 비소 화합물이 사약의 핵심 재료로 쓰였습니다. 조선 시대에 널리 사용되었으며, 연산군의 어머니인 폐비 윤씨의 처형에 이용되었다는 기록도 있는데요. 이때 흥미로운 점은 보통 사극에 나오는 것처럼 사약을 마시자마자 고통을 호소하며 피를 토한 것은 아니라는 것입니다. 비소는 단맛이 나고 자연스럽게 죽음에 이르도록 했기에 그 값이 비쌌습니다. 그래서 비소는 대부분 지위가 높은 사람을 처형할 때 쓰였습니다.

독이 약으로 쓰일 때

비소는 가장 유명한 독이기도 했지만, 그 독이 약으로 쓰이기도 했습니다. 이전에 ‘원소로 보는 화학사’ 시리즈에서 소개해 드린 많은 원소가 그랬듯 비소 역시 사용하기에 따라 독약이 될 수도, 약이 될 수도 있는 원소인데요. 영국 빅토리아 시대에는 적은 용량에 한해 일반적인 약으로 썼고, 오늘날에도 급성 골수성 백혈병 치료제와 매독 치료제로 사용하고 있습니다. 의료뿐 아니라 산업적으로도 13족 원소들과 혼합해 반도체, 발광다이오드(LED)를 제조하는 데 쓰기도 합니다. 비소는 독성과 문제점이 명확히 밝혀져서 오히려 안전하게 이용되고 있는 원소입니다.

2010년 미국 항공우주국(NASA)은 인 대신 비소를 사용하는 박테리아를 발견해 지구 생명체와 근본적으로 다른 새로운 생명체의 존재 가능성을 제시하기도 했습니다. 그러나 이는 아쉽게도 실험상의 실수가 있던 것으로 밝혀져 황당한 사건으로 그쳤습니다. 물론 우주 어딘가에는 정말 외계 생명체가 존재할지도 모르지만 아직까지는 밝혀진 것이 없습니다.

오늘은 독 중에서도 유명한 독으로, 사용하는 것에 따라 독이 될 수도 있고 약이 될 수도 있는 원소 ‘비소’에 대해 소개해드렸는데요. 다음 ‘원소로 보는 화학사’에서는 형상기억합금과 수소저장합금으로 다양하게 활용되며, ‘악마의 구리’라는 뜻을 가진 원소 ‘니켈’에 숨겨진 화학이야기를 들려드릴게요. 많이 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)