알루미늄...‘루비·사파이어’는 불순물이 섞여 만들어진 것
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알루미늄...‘루비·사파이어’는 불순물이 섞여 만들어진 것
  • 서산시대
  • 승인 2020.09.10 22:12
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신비한 원소 사전-⑬
알루미늄의 바닥상태 전자배치 모형
알루미늄의 바닥상태 전자배치 모형

 

Al

13

원자가전자 : 3

원자량 : 26.9815g/mol

전자배열 : [Ne]3s23p1

Aluminium

알루미늄

전이후금속

 

알루미늄 포일을 은박지라고 부르기도 한다. 우리나라에 알루미늄이 처음 소개됐을 때 겉보기에 은과 비슷해서 이렇게 부르게 되었다. 알루미늄 포일은 순수한 알루미늄으로 만들어진 얇은 판이다. 각기 다른 용도에 맞춰 다양한 두께로 사용된다.

대략 2~600µm의 두께를 가진다. 그런데 알루미늄 포일 양면의 질감이 다르다. 반질거리고 반짝이는 면이 있고, 거칠거칠한 면이 있다. 이 차이는 생산 과정에서 발생한다. 상온에서 알루미늄 덩어리를 롤러에 통과시키며 눌러 늘이는 공정을 통해 포일을 만드는데, 이때 압력으로 인해 마찰열이 발생하므로 윤활유를 계속 공급해야 한다.

그런데 생산성을 높이기 위해 알루미늄 금속 두 개를 붙여 한꺼번에 압연한다. 결국 두 금속 사이에는 윤활유가 닿지 않는 것이다. 롤러와 윤활유가 닿은 부분만 반짝이게 된다.

☞ALUM
☞ALUM

산소와 규소에 이어, 지구상에 세 번째로 많은 원소인 알루미늄의 이름은 백반(alum)에서 딴 것이다. 1787년에 라부아지에는 백반에 아직 미지의 금속이 함유되어 있다는 것을 알았다. 하지만 강한 산화성 때문에 분리해내기 어려웠다. 1825년에 외른스테드가 최초로 분리에 성공했다.

☞LUXURY
☞LUXURY

한때 알루미늄이 금이나 은보다 비싸던 시절이 있었다. 유럽의 귀족들이 손님을 맞이할 때 최상급의 예우로 알루미늄 식기를 사용했다. 나폴레옹 3세도 알루미늄 애호가 중 한 명이었다. 당시에는 순수한 알루미늄을 추출하는 데 엄청난 비용이 들었기 때문이다.

☞JEWELRY
☞JEWELRY

알루미늄의 가치가 희소성에만 있었던 것은 아니다. 어떤 의미에서 알루미늄은 보석 그 자체이다. 보석 중에서 아름다운 빛깔로 사랑받는 루비와 사파이어 등은 산화알루미늄에 산화크로뮴을 비롯한 불순물이 섞여서 만들어지는 광물이다. 어떤 불순물이 섞여 들어가느냐에 따라 다른 색을 띤 보석이 된다.

☞REFLECTION
☞REFLECTION

표면을 매끄럽게 다듬은 알루미늄은 어느 금속에도 뒤지지 않을 정도의 광택을 자랑한다. 이유는 단순하다. 빛의 반사율이 높기 때문이다. 가시광선 영역에서 가장 반사율이 높은 것은 아니다. 하지만 알루미늄 또한 반사율이 거의 은(Ag)에 가까울 정도로 높고, 가시광선과 근적외선 영역에서 거의 일정하여 거울에 사용된다.

☞ELECTROLYSIS
☞ELECTROLYSIS

순수한 알루미늄을 효율적으로 추출하기 위해서는 전기분해를 이용해야 한다. -에루 방식을 사용하면 1kg의 금속 알루미늄을 생산하는 데 약 15kW의 전력이 소모된다. 전체 생산 비용에서 전력 요금이 차지하는 비중이 20~40%로 매우 높은 편이다.

‘주기율표를 읽는 시간’ & ‘신비한 원소 사전’
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김병민 한림대 나노융합스쿨 겸임교수
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