<과학교사가 알려주는 원소이야기 11.> 인간과 기술의 동반성장의 주역, 마그네슘

    

 

<과학교사가 알려주는 원소이야기 11.

 인간과 기술의 동반성장의 주역, 마그네슘>

 

 

 

     안녕하세요! 과학교사 정은희입니다! 여러분 혹시 자동차에 관심 있으신가요? 올해 4월 초 “2015 서울모터쇼”가 열렸었는데요. 여기서 단연 돋보인 것은 1리터당 100km의 연비를 구현한 르노의 ‘이오랩’입니다. 어떻게 이런 연비가 낮은 대중적인 자동차를 생산해냈을까요? 최고 연비의 일등공신은 차체 경량화 기술입니다. 차 지붕을 마그네슘으로 만들었다고 해요. 차가 가벼워지면 주행에 힘이 덜 들기 때문에 연료가 절약된다고 합니다. 도대체 마그네슘이 어떤 성격을 가지고 있길래 이와 같은 일이 가능한 걸까요?

 

 

 

 

마그네슘의 발견

 

마그네슘, Magmesium은 1755년 스코틀랜드의 블랙이라는 과학자가 마그네슘의 존재를 발견하였습니다. 하지만 은백색의 가벼운 금속인 마그네슘은 순수한 상태에서는 반응성이 매우 커 주로 화합물로 존재하기 때문에 순수 분리에 성공한 것은 1808년에 영국의 데이비에 의해서 였습니다. 데이비는 산화마그네슘과 산화수은의 혼합물을 올려놓고 전기분해를 시켜서 금속 마그네슘을 처음으로 분리했다고 합니다. 

 

마그네슘의 이용

마그네슘은 열이나 전기가 잘 통하는 전형적인 금속 원소인데요. 철과 알루미늄 다음으로 많이 쓰입니다. 보통 합금을 만들어서 사용하는데, 강철과 같은 강도를 가지면서 무게는 강철의 1/4이기 때문입니다. 알루미늄, 아연, 망간 등의 합금을 만들면 강도, 내식성, 용접성 등이 향상되어 자동차나 항공기의 몸체, 제트 엔진 부품, 미사일 등에 많이 사용되고 있습니다.

또한 마그네슘 합금은 가볍고 기계적, 전기적, 열적 성질이 우수하고 전자파를 차단하는 성질이 있기 때문에 노트북, 가정용게임기, 휴대폰, 카메라 등의 전자 제품에도 쓰입니다.

 

화합물 속의 마그네슘

위에서도 말씀드렸지만 마그네슘은 반응성이 좋아서 홀로 존재하지 않으려고 하는데요. 화합물일 때는 +2가를 가지는 양이온의 형태로 결합합니다.

화합물 중 하나인 산화마그네슘(MgO)은 녹는 점이 2982℃로 아주 높은데요. 그래서 철을 비롯한 금속의 제련 내부 공간을 이루는 내화물이나 유리와 시멘트 제조와 같은 산업용으로 사용되며  황산마그네슘(MgSO4)은 목욕제, 완하제, 방부제등 의약용으로 사용되고 있습니다. 또한 인산마그네슘[Mg3(PO4)2]은 목재가 불에 잘 타지 않도록 처리하기 위해 코팅하는 데 이용되고 있습니다.

참 다양한 형태로 우리의 생활에서 쓰이고 있죠?

생명의 필수요소, 마그네슘

 

마그네슘은 엽록소를 구성하는 중요 성분입니다. 식물이 초록색인 이유는 마그네슘이 포함된 엽록소 때문이죠. Mg²⁺은 식물들이 광합성을 할 때 관여하는 모든 효소에 보조인자로 작용합니다. 그래서 마그네슘이 결핍되면 잎이 누렇게 변하고 심한 경우에는 죽게 됩니다. 인간은 필요한 마그네슘을 식물을 통해서 섭취하고 있죠.

인체에서는 11번째로 풍부한 원소인 마그네슘은 성인의 몸에는 약 24g이 들어있습니다. 이 원소는 세포 내에서 효소의 작용, 에너지 대사, 신경 전달, 호르몬 분비, 체온 조절 등에 관여합니다. 칼슘의 흡수를 도와 뼈 건강을 유지하며, 근육에는 칼슘보다 3~4배 높은 농도로 존재해 근육 수축에 도움을 줍니다.

또한 에너지 대사 역할을 하는 ATP와 유전정보를 가지고 있는 DNA는 ‘인산기’를 가지고 있는데요. 인산기는 Mg²⁺과 반응을 하여 필요한 물질을 만들어내는 작용기입니다. 따라서 ATP나 DNA와 관련된 효소가 제대로 작용하기 위해서는 마그네슘이 필수적이죠.

우리 몸에서 마그네슘이 부족하게 되면 근력저하, 의식장애, 정서적 문제, 저혈압, 수족냉증 등이 일어나며 마그네슘이 체내 과다 분포하면 혈압저하, 신경기능 등이 유발됩니다. 하루 필수 권장량은 성인 기준 350mg이라고 하니 꼼꼼히 따져서 챙겨드시기 바랍니다.

 

 

 

 

선생님의 한마디

여러분 가끔 눈이 씰룩씰룩 떨릴 때 있나요? 물건을 잡았을 때 놓칠 때가 많나요? 갑자기 피곤함을 느끼기도 하죠? … 피곤해서 그런 것인 줄 알았는데 마그네슘 부족 때문이라고 하네요. 영양제로 마그네슘을 섭취할 수도 있지만, 이왕이면 음식으로 먹는 게 좋죠! 먹는 즐거움을 놓칠 수는 없으니까요 : )

마그네슘이 풍부한 음식은 견과류, 녹색채소, 청어, 다시마입니다. 골고루 섭취해서 우리 몸의 밸런스를 맞춰 보아요!