<과학교사가 알려주는 원소이야기 20.

경기장에서 열정을 환하게 밝혀주는 스칸듐>

 

 

 

 

안녕하세요! 과학교사 정은희입니다. 요즘 야구경기가 한창이죠? 야구 경기를 볼 때마다 경기장을 환하게 밝혀주는 조명 덕분에 저녁에도 우리는 선수들의 경기와 관중들의 환호를 빼놓지 않고 다 볼 수 있어요. 이 경기장의 조명에도 원소의 비밀이 숨겨져 있답니다!

 

 

  

주기율표의 빈자리 에카붕소의 정체를 알다.

 

스칸듐, Scandium은 1879년에 스웨덴의 닐슨이 추출해냈지만, 그 정체를 밝히지는 못했었습니다. 그러나 후에 클레베는 멘델레예프가 주기율표에 등장할 것이라고 예언했던 에카붕소가 스칸듐이라는 것을 밝혔냈죠. 스칸듐의 이름은 원소가 발견된 스칸디나비아의 라틴어명인 Scandia에서 유래했습니다. 스칸듐은 존재량이 적어 광석에서 직접 얻기보다는 우라늄과 텅스텐 생산의 부산물로 생산합니다.

이렇게 생산되는 전세계 생산량은 산화스칸듐 기준으로 2톤인데, 소비량은 5톤이나 되어 나머지 3톤은 예전 냉전 시대에 구소련이 비축해두었던 것으로 충당한다고 하네요!

 

 

 

스칸듐의 성질

스칸듐은 무르고 가벼운 은백색의 고체입니다.  스칸듐은 물과 반응하여 수소 기체를 방출하지만, 공기 중의 산소와는 잘 반응하지 않습니다. 공기와 닿으면 표면이 거무스름해지는 정도입니다. 공기 중에서 연소하면 밝은 노란 빛을 방출하면서 산화스칸듐을 생성합니다. 

 

 

 

항공우주부품과 야간 조명 속 스칸듐

 

첫번째로 스칸듐은 알루미늄처럼 가볍고 부식성이 적으며 녹는점이 높은 특성이 있습니다. 그래서 알루미늄과 화합물을 만들면 강도와 탄성, 용접성이 크게 향상되어 항공우주 부품에 많이 사용됩니다. 대표적으로 러시아의 군용기인 미그-21기와 미그-29기, 냉전시기에 개발된 소련의 ICBM 탄두에도 쓰였다고 하네요. 구소련이 많은 양의 스칸듐을 비축해둔 이유가 있었네요.

두 번째로 수은을 이용한 광원에 요오드화스칸듐을 첨가하여 만든 강한 밝기의 할로젠 램프는 전시물이나 경기장의 야간 조명에 많이 쓰이죠. 이 램프의 빛은 태양 빛과 유사하여 TV나 영화 촬영 등에서 천연색을 내기 위해 사용되기도 하고, 발아촉진제와 같은 식물 재배용으로도 쓰입니다.

현재까지는 환경적인 요인과 경제적인 부담으로 스칸듐에 대한 연구가 많이 이루어지지 않았습니다. 앞으로 연구가 활발하게 이루어져야 할 텐데, 스칸듐의 양이 제한적이고 여러 광물에 산재해있어 가능할지는 미지수입니다.

 

 

 

선생님의 한마디

스칸듐은 희토류(희귀한 흙)에 속합니다.

그러나 스칸듐을 생산하는 국가가 많지 않아 공급이 적지만 항공이나 휴대폰 등 쓰이는 곳이 많아 향후 자원전쟁이 벌어질 가능성이 많습니다. 중국에는 전세계 희토류의 3분의 1가량이 매장돼 있습니다. 그러나 생산량으로는 전세계 공급량의 90% 안팎을 차지하죠 . 하지만 중국이 2009년에 수출을 줄이겠다고 발표하기도 하였습니다.그 이후 중국의 시장 점유율은 감소하여 중국 국토자원부는 작년 희토류 업계 통폐합 카드를 꺼내들기도 했었죠. 그리고 이번달 4월 5일에 중국 정부는 북한으로부터 희토류 금속 수입을 금지하겠다고 선언하기도 했습니다.

희토류 생산과 개발에 있어서 앞으로 중국의 움직임과 그에 따라 어떠한 변화가 올지 관심을 가지고 지켜봐야겠어요 : ) 


 

 

 

 

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