지난 시간에는 지동설을 주장한 코페르니쿠스의 이름을 딴 원소 ‘코페르니슘(Cn, 원자번호112번)’에 대한 이야기를 준비했습니다. 오늘 이 시간에는 희토류 원소 중 지각에 존재하는 양이 그나마 가장 많은 원소인 ‘세륨(Ce, 원자번호58번)’에 대한 이야기를 준비했습니다.
원자번호 58번 세륨은 란탄계열 중 처음으로 발견된 원소입니다. 광택이 철과 비슷한 은회색 금속이며 무르고 전성과 연성이 있습니다. 공기 중에 노출되면 쉽게 색이 변하고 칼로 자를 수 있을 만큼 무릅니다. 세륨은 희토류 원소 중 지각에 존재하는 양이 그나마 가장 많아 선글라스, 보호 유리, 촉매 등 희토류가 필요한 다양한 분야에 두루 쓰입니다.
세륨은 스웨덴 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스(JÖns Jakob Berzelius, 1779~1848)와 독일 화학자 마틴 클라프로트(Martin Heinrich Klaproth, 1743~1817)가 1803년 발견했습니다. 같은 시기, 두 명의 화학자가 발견했기에 누가 가장 먼저 발견했는지를 두고 국가 간 분쟁이 일어나기도 했습니다. 베르셀리우스는 이 새로운 산화물의 이름을 당시 새롭게 발견된 소행성 세레스(케레스, Ceres)에서 따 세리아(ceria)로, 그리고 이 산화물의 금속 원소의 이름을 세륨(cerium)으로 명명했는데요. 소행성 세레스의 이름은 로마 신화의 여신 세레스에서 유래했다고 합니다. 이후, ‘세리아’가 한 가지 원소의 산화물이 아닌 복잡한 화합물이었다는 사실이 밝혀지며 분리, 발견을 위한 연구가 시작되었습니다. 이 연구가 의미 있는 성과를 낸 것은 무려 70년의 세월이 흐른 뒤인 1839년이었습니다. 베르셀리우스의 학생이었던 모산데르(Carl Gustav Mosander, 1797~1858)가 세륨과 란탄을 분리하면서 비로소 순수한 세륨을 얻을 수 있었습니다.
앞서 말씀 드린 것처럼 세륨은 희토류 원소 중 지각에 존재하는 양이 그나마 가장 많으며, 값이 비교적 저렴해 생활필수품을 제작하는데 이용됩니다. 특히 인체에 유해한 자외선을 흡수하는 성질이 있어 선글라스, 자동차 유리, 자외선 차단 유리창 등 빛에 노출되는 물건들의 재료로 쓰입니다. 세륨은 쉽게 산화하는 성질이 있어 촉매와 첨가물 형태로 활용됩니다. 세륨 촉매는 배기가스를 비롯 오염물질을 분해하는 데 유용해 자동차 배기가스를 정화하는 촉매 변환기의 촉매로 쓰이며, 산화세륨은 유리의 표면을 연마하는 연마제로 쓰입니다. 또 불순물로 섞여 있는 철을 산화시키고 색을 없애 유리의 투명도를 향상시키고, 유리를 옅은 노란색으로 착색하는 데에도 사용합니다. 세륨 합금은 발화금속으로 라이터 돌, 가스 점화기를 만드는데도 유용하게 쓰입니다.
세륨은 인체에 안전한 생리활성화 물질로도 알려져 있습니다. 물질을 끌어당기는 성질이 뛰어나 체내 활성산소를 제거하고, 세포의 활성을 촉진합니다. 이 같은 작용을 활용해 탈모 억제 의약품에 활용하기도 합니다. 다음 이 시간에는 치열한 이름 짓기 싸움을 거친 인공원소 ‘더브늄(Db, 원자번호 105번)’ 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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