지난번 ‘원소로 보는 화학사’에서는 방사능 연구를 크게 발전시킨 원소이자 여러 일화가 많은 원소 ‘라듐(Ra, 원자번호 88번)’을 소개해드렸습니다. 오늘은 스스로 빛나는 희귀한 금속으로 형광등의 재료가 되는 원소 ‘유로퓸(Eu, 원자번호 63번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.
원자번호 63번 유로퓸(Eu)은 지구상에 얼마 되지 않는 원소입니다. 유로퓸은 존재하는 수가 많지 않은 희귀한 금속인 희토류에 속하며 원소 중에서도 존재량이 매우 적기 때문에 가격이 가장 비싼 편입니다. 지구에서 귀한 몸인 유로퓸은 달 표면에서는 아주 흔하게 존재한다고 합니다.
유로퓸은 화학적으로 매우 안정되어 있으며 화학반응성이 큰 원소입니다. 가장 큰 특징은 ‘형광을 띤다’는 점입니다. 유로퓸에 자외선을 쪼이면 붉은색 형광이 강하게 나타납니다. 또, 유로퓸에 다른 원소를 첨가하면 색을 조절할 수 있습니다. 붉은색뿐만 아니라 노란색, 파란색 등 다양한 색을 만들 수 있어 여러 색이 필요한 장치에도 활용되고 있습니다.
Fontani, M. “The Lost Elements: The Periodic Table’s Shadow Side”
유로퓸이 최초로 발견된 것은 1901년입니다. 프랑스 화학자 외젠아나톨 드마르세(Demarçay, Eugene Anatole, 1852~1904)가 순수한 사마륨으로 여겼던 물질에서 새로운 물질인 유로퓸을 처음으로 발견했습니다. 1880년대 후반 화학자 크룩스(William Crooks, 1832~1919)가 이터븀과 사마륨을 포함하는 광석의 스펙트럼에서 새로운 원소를 관찰한 것이 첫 발견이라 주장했으나, 1901년에 드마르세가 원소의 화합물을 분리, 제시함으로써 논란이 잠재워졌고 그의 새로운 원소 발견이 인정받게 되었습니다. 드마르세는 이 새로운 원소를 유럽(Europe) 대륙의 이름을 따 ‘유로퓸(Europium)’으로 명명했습니다.
유로퓸은 자체 발광하는 성질 덕분에 빛을 발하는 용도로 다양하게 활용되고 있는데 ‘형광체’에 주로 사용됩니다. TV나 컴퓨터 화면에 사용되었던 컬러 브라운관의 붉은색, 액정화면(LCD)의 후방 조명, 발광다이오드(LED) 조명의 백색광이나 절약형 소형 형광등(삼파장 형광등)의 형광체로 사용됩니다. 강한 광원에 잠깐 노출된 것만으로도 매우 밝게 몇 분 반짝이거나 또는 희미하게 몇 시간 동안 빛을 낼 수 있어 다양한 종류의 인광 페인트나 형광 인쇄에도 사용됩니다.
유로퓸은 유로화의 위조지폐 감별사이기도 합니다. 유로화에 사용된 형광염료에 유로퓸이 들어있어 자외선을 비추면 밝은 붉은색으로 보이는데, 이를 이용해 위조지폐를 감별할 수 있습니다. 농약살포액에 유로퓸을 섞어 채소, 과일에 남아있는 농약을 측정하거나 유로퓸과 혼합된 먹이를 먹고 하천에 방류된 연어가 어떤 경로로 이동하고 어느 정도의 비율이 다시 돌아오는지를 추적할 수도 있습니다. 유로퓸은 제조업, 농업, 수산업 등을 넘나들며 활약하고 있습니다.
오늘은 자체발광하는 특징으로 형광등, 레이저의 재료로 쓰이는 원소 ‘유로퓸(Eu, 원자번호 63번)’을 소개해 드렸습니다. 다음 이 시간에는 원자번호 16번 원소이자 지독한 냄새를 가졌지만 우리 몸의 중요한 구성요소인 ‘황’에 대해 알려 드리겠습니다. 많이 기대해주세요!
<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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