<과학교사가 알려주는 원소이야기 32. 비상의 원소, 비소>

<과학교사가 알려주는 원소이야기 32.

 비상(砒霜)의 원소, 비소>

 

 

안녕하세요. 과학교사 정은희입니다.

그리스의 철학자 소크라테스는 신의 존재를 부정하고 젊은이들을 타락하게 만든 죄로 사상을 포기할 것인지

독약을 마실 것인지 선택의 기로에 놓이자 그는 독약이 든 잔을 받고 죽음을 선택합니다.

여기서 소크라테스가 받아마신 잔은 서양의 사약으로 독당근이 든 액체였습니다.

그렇다면 사약에 사용되었다고 알려진 이 원소는 대체 어떤 성질을 가지고 있는지 알아볼까요?

 

 

 

 

비소(As)의 발견

 

비소(As)는 '과학의 박사'라고 불리웠던 알베르투스 마그누스가 처음 분리해서 발견했던 것으로 알려져있습니다.  하지만 이 때는 순수한 비소의 형태가 아니었으며 순수한 비소 원소를 얻는 방법을 찾은 사람은 독일의 쉬뢰더였습니다. 그는 비소 산화물과 숯을 가열하여 비소를 얻었습니다

비소(As)의 명명은 꽤 오래전으로 거슬러가는데, 고대 때부터 안료로 사용한 비소는 기록이 전해지고 있으며 그 당시 노란색 안료를 일컬었던 ‘arsenikon’에서, 라틴어로는 'arsenicum', 불어로는 'arsenic'으로 불리게 되었으며 영어로는 'arsenic'이 되었다고 합니다.

 

 

 

비소(As)의 화학적 성질

 

비소는 금속과 비금속의 중간 성질을 띄는데요. 비소는 회색, 노란색, 검정색 3가지가 있는데 회색 비소가 가장 많이 사용됩니다. 회색 비소는 쉽게 부서지고 승화되는 성질이 있는데  수분이 있는 대기에서는 황동색을 띄다가 검게 변한다는 특징이 있습니다. 또한 승화된 비소 증기는 청백색 불꽃색을 지니며 특이한 냄새를 지니고 있습니다.

 

 

 

 

파리스 그린(Paris Green)과 나폴레옹

 

파리스 그린(Paris Green)은 이름 그대로 파리에서 만들어진 색깔이고, 화학식은  (CH₃CO₂)₂ㆍ3Cu(AsO₂)₂ 학이며, 아세트산아비스구리로 불립니다. 이 아름다운 색상을 좋아하는 사람이 있었으니 바로 "내 사전에 불가능은 없다"라고 외친 나폴레옹입니다. 나폴레옹은 세인트 헬레나 섬에 유배가게 되고 1821년 그가 사망할 때까지 섬 안에 있는 롱우드 하우스에서 머물렀습니다. 나폴레옹이 사망하고 난 뒤 독살설 등 각종 소문이 난무했고 바로 부검을 실시한 결과 사인은 위암으로 결론나는듯 했습니다. 그로부터 한참이 지난 뒤 나폴레옹의 머리카락을 분석한 결과 정상 수준보다 훨씬 큰 비소가 포함되어있다는 것이 밝혀집니다. 그는 왜 비소에 중독되었던 것일까요? 나폴레옹이 비소에 많이 노출된 이유는 바로 집에 원인이었습니다.  창문, 문, 벽 등에 비소를 함유한 파리스 그린 안료가 상당 부분 쓰였고, 결국 그는 비소중독증상에 시달렸다는 것이 알려졌습니다.

 

비상과 사약

삼산화비소(As2O3) 는 비소화합물 중 가장 많이 알려진 물질로, 우리말로 비상이라고 합니다. 비소가 연소되거나, 높은 온도에서 반응하였을때 발생하는 물질로 사극 드라마에서 쓰인 사약의 성분이라고 들어보셨을 것 같습니다. 사약은 주로 왕족이나 사대부들이 죄를 지었을 때의 내려진 형벌로 몸 속에서 들어가면 세포의 호흡을 방해해서 세포를 죽게 만듭니다. 예전에는 사약을 많이 쓰였다면 지금은 살충제, 제초제 등에도 사용하기도하고 순기능을 살려 면역질환을 치료하는 치료제로도 사용하기도 합니다.

비소의 독성

비소에 장시간 노출되면 메스꺼움, 구토를 일으킬 수 있고 공기든 액체든 인체 내에 들어올 경우 암을 유발할 수 있다고 합니다.

20세기에 접어들면서 방글라데시나 인도에서 비소 중독 증상이 많이 발견되었는데 지하수 오염에 의한 발병이라고 밝혀졌었습니다. 세계 보건기구에서는 비소 농도 상한선을  0.01mg/L로 정하고 있는데 이는 자연적으로 정화될 경우 가능한 수치이며, 각종 화합물로 오염될 경우는 이 수치를 넘을 수 있어 비소화합물의 사용은 산업적으로 제한하고 있습니다.

 

 

 

 

선생님의 한마디

올해 초 국내 연구진에 의해 금속 제련 시 가장 많이 발생하는 비소의 독성을 낮추는 박테리아가 발견되었다고 하는데요. 아비산염이나 비산염으로 존재하는 비소화합물은  0.1∼0.3ｇ이 치사량으로 알려져있습니다. 이번에 발견한 박테리아는 이 치명적인 아비산염을 산화시키는 능력이 있으며 pH 3.8의 강한 산성조건에서도 살아남는 것으로 확인되어 토양오염을 상당 부분 개선해줄 것으로 기대를 모으고 있습니다. 산업단지 토양에 우선적으로 활용하여 중금속 오염을 예방했으면 좋겠다는 생각이 드는 뉴스였습니다.

 

원소를 알아가다보면 역사도 보이고 전반적인 산업구조의 변천사도 볼 수 있는데요. 매우 작은 원소 하나에 귀를 기울이는 것 만으로도 우리가 몰랐던 많은 사실들을 알 수 있어서 정말 유익하다는 생각이 듭니다.

지난 1년동안 알기 쉬운 원소이야기를 작성하며 저 또한 많이 배웠던 시간이었습니다.

그동안 알기 쉬운 원소이야기를 지켜봐주셔서 감사하다는 말씀 전해드리며, 앞으로도 유쾌발랄한 롯데정밀화학 블로그 많은 관심 부탁드립니다.