치약과 소금, 그리고 미역의 공통점? 바로 할로겐 원소들을 가지고 있는 물질이라는 사실~! 치약, 소금, 미역은 생활에서 정말 많이 접하고 있는 만큼, 그 성분이라 할 수 있는 할로겐 원소 또한 우리와 밀접한 연관이 있다고 합니다.
할로겐이라는 단어를 들어보신 적이 있나요? 가끔 전구 중에 할로겐 램프라 쓰여진 것을 본 것 같기도 하고~ 또 서양의 축제인 할로윈과 어감이 비슷해서 왠지 관련된 것이 아닌가 싶기도 하고 말이죠^^ 할로겐(halogen)은 그리스어 halos genes에서 유래된 단어로, 소금을 만드는 물질이라는 의미라고 합니다. 실제로 할로겐 물질들이 금속과 반응하면 소금과 유사한 염을 잘 만들기 때문에 이러한 이름이 붙여졌다고 하네요~!
화학에서는 모든 원소들을 정렬해놓은 주기율표를 이용하여 할로겐 원소를 정의하고 있습니다. 왼쪽으로부터 17번째 위치한 열에 놓인 17족 원소들을 할로겐 원소로 보고 있습니다. 위에서부터 플루오린(Fluorine, F), 염소(Chlorine, Cl), 브로민(Bromine, Br), 아이오딘(Iodine, I), 아스타틴(Astatine, At)을 말합니다. 우리나라에서는 플루오린은 불소로 염소는 이름 그대로 염소를, 브로민은 취소, 아이오딘은 옥소 혹은 요오드라고 부르고 있습니다. 플루오린은 원석에서 추출해내는 과정 중 가열을 하게 되면 빛을 내게 되는데, 이것이 반딧불이 빛을 내는 것과 유사하다고 해서 불소라는 이름을 붙였다고 합니다. 염소는 소금(염)을 만드는 원료라서 염소라는 이름을 붙였고 브로민은 악취가 나는 물질이라서 취소라고 이름을 명명했다고 합니다. 아이오딘은 일본에서 한자식 표기를 옥소라고 명하였기 때문에 우리나라에서도 옥소라 부르기 시작했으나, 실제로는 요오드라 불리고 있습니다.
이 할로겐 원소들은 각자 독특한 색을 가지고 있는데, 플루오린은 연한 황록색이고 염소는 녹색, 브로민은 갈색, 그리고 아이오딘은 보라색을 띕니다. 그리고 플루오린과 염소는 상온에서는 기체로, 브로민은 액체로, 또 아이오딘은 고체로 되어 있는데 실제로 이들은 매우 순수한 물질로 화학적 반응이 뛰어나 다른 물질과 잘 결합하는 성질을 가지고 있습니다. 특히 플루오린과 염소는 할로겐 원소 중 가장 큰 반응성을 지니고 있는데요~ 그렇기 때문에 가장 유독한 물질이기도 합니다. 특히 염소는 1차 세계대전 당시, 독가스로 이용할 정도이었으니 그 반응성이 얼마나 대단한지 짐작할 수 있겠죠? 하지만 생활 속에서 우리가 사용하는 물질 속 할로겐 원소들은 다른 물질들과 결합한 형태로 되어 있고, 많은 과학자들의 연구와 검증을 통해 인체에 무해한 것만 사용하고 있다고 하네요. 그러니 할로겐 원소에 대해 안심해도 되겠죠?^^
주기율표에서 맨 위를 차지하고 있는 플루오린은 우리에게 불소라는 이름으로 잘 알려져 있습니다. 이 단어를 들으시면 가장 먼저 떠오르는 것이 아마도 충치 예방이지 않을까 생각하는데요~ 충치예방에 탁월한 효과가 있다고 알려진 이 불소는, 예전에는 불소용액을 이용해 가글을 할 정도로 많이 애용되었습니다. 현재 시중에 판매되고 있는 대부분의 치약에는 플루오르화 나트륨이라는 화합물으로 그 속에 플루오린이 함유되어 있어 충치예방 효과를 내고 있습니다.
이 밖에 고어텍스로 만들어진 등산복과 프라이펜 코팅물질로 잘 알려진 테프론 속에도 플루오린이 들어있고, 우리가 아플 때 먹는 항암제 플루오르 우라실이나 항우울제 프로작에도 플루오린이 들어있다고 합니다. 생각해보니 정말 이곳저곳 플루오린이 들어가지 않은 것이 없을 정도네요~!
그렇다면 염소는 어디에 들어있을까요? 일반적으로 염소는 강력한 산화제로, 살균 소독효과가 있어서 세균을 죽이는 데에 사용하고 있습니다. 대표적으로 수돗물이나 수영장의 물을 소독할 때 염소를 이용하기도 합니다. 또 염소는 표백효과가 있어서 과거에는 섬유의 표백을 위해 사용하기도 하였습니다. 이외에도 염산을 만들 때, 농작물 주변의 잡초와 해충을 제거해줘서 건강한 농작물을 얻을 수 있게 도와주는 농약, EDC, VCM의 제조 또는 TDI, MDI, 폴리카보네이트와 같은 물질을 만드는 데에 염소는 필수입니다.
그런데 이렇게 다양한 곳에 쓰이는 염소가 한화케미칼에서 만들어지고 있다는 사실 알고 계신가요? 산업적으로 중요한 염소를 직접 개발하여 생산해내고 있는 한화케미칼은 이를 이용해서 다양한 제품들을 만들고 있습니다.
플루오린이나 염소와 달리 상온에서 액체인 브로민! 이 브로민은 카메라에 사용되는 필름의 원료로 사용되었는데요~ 은과 브로민이 만나 만들어진 화합물인 AgBr이 빛을 받으면 분해되는 성질을 가지고 있어서 필름의 감광제로 사용되기도 했습니다. 또 염소처럼 농약을 만드는 데에 사용되기도 했고 소화제로 사용되기도 했지만, 현재는 환경오염 문제로 인해 사용을 자제하고 있습니다. 대신 불에 잘 타지 않는 난연제를 만드는 데에 브로민을 이용하고 있습니다. 실제로 커튼이나 이불, 냉장고와 TV 등과 같은 생활 속 물품들 속에는 브로민이 들어있어 화재가 크게 번지는 것을 최소화 한다고 합니다.
발을 헛디뎌 무릎이 까진 적 있으신가요? 이럴 때 가장 먼저 생각나는 것은, 아마도 빨간약이 아닐까 싶어요! 어릴 적 빨간약을 생각하면 나를 따갑게 하는, 제일 무서운 약이기도 했죠^^; 이 빨간약 중에서도 세계적으로 유명한 ‘포비든 아이오딘’이라는 약이 있는데요~ 제품 이름에서도 볼 수 있듯, 빨간약에 주요 성분이 아이오딘입니다. 아이오딘은 살균 소독효과가 뛰어나 상처를 치료하는 약에 주요 성분으로 쓰이고 있습니다.
또 우리 몸의 중요한 역할을 하는 갑상선 호르몬 역시 아이오딘입니다. 이 호르몬들은 몸의 대사활동을 조절해 적절한 활동을 할 수 있도록 도와주고 있는데요~ 만약 아이오딘이 부족하면 이런 호르몬을 만들지 못하여서 정상적인 생활을 할 수 없다고 합니다. 하지만 우리가 흔히 먹는 김이나 미역, 다시다와 같은 해조류에는 아이오딘이 풍부하게 들어있기 때문에, 꾸준히 섭취하면 갑상선 호르몬이 정상적으로 활동을 할 수 있습니다.
지금까지 알아본 할로겐 원소들! 사실 이외에도 빛을 번쩍번쩍 내는 할로겐 램프에도 사용되고, LCD액정이나 PVC의 원료로 할로겐 원소들이 많이 사용되고 있다고 합니다. 와~ 생각보다 많은 곳에 쓰이고 있죠? 생소하지만 알고 보면 우리 주변 가장 가까이에 있는 할로겐 원소! 이 글을 읽고 계신 케미칼드림 가족 여러분, 오늘 이후로 할로겐 원소에 대해 조금은 익숙해지셨기를 바래 봅니다.
- 참고문헌 –
한화케미칼 http://hcc.hanwha.co.kr
한화케미칼 블로그 http://www.chemidream.com
General Chemistry, Thomson, Whitten, Davis, Peck, Stanley
