알루미늄 Al

발견의 역사

알루미늄을 포함한 복염인 백반(명반)은 고대부터 염료를 고정하고 피를 멎게 하는 데 쓰였다. 18세기 말 화학자들은 백반 속 흙 성분인 알루미나가 미지 금속의 산화물이라고 생각했지만, 어떤 방법으로도 환원되지 않았다.

덴마크의 물리학자 한스 크리스티안 외르스테드는 1825년 염화 알루미늄을 포타슘 아말감과 반응시켜 작고 불순한 시료를 얻었다. 프리드리히 뵐러는 1827년 이 방법을 개선했고 이후 금속의 성질을 기술했다. 1850년대 프랑스의 앙리 생트클레르 드빌이 소듐을 이용한 공정으로 막대 형태의 알루미늄을 만들었지만 여전히 매우 비싸서 왕관 보석 옆에 전시될 정도였고, 1884년에는 워싱턴 기념탑 꼭대기에 알루미늄 피라미드가 씌워졌다.

전환점은 1886년이었다. 미국의 찰스 마틴 홀과 프랑스의 폴 에루가 각각 독립적으로 녹인 빙정석에 알루미나를 녹여 전기 분해하는 방법을 발명했다. 1888년 카를 요제프 바이어의 보크사이트 정제법까지 더해지며 값이 폭락했고, 알루미늄은 대량 생산 금속이 되었다.

이름의 유래

이름은 백반을 뜻하는 라틴어 alumen에서 왔다. 험프리 데이비는 처음에 alumium, 다음에 aluminum을 제안했고, 다른 학자들은 sodium·potassium과 어울리는 aluminium을 선호했다. IUPAC은 aluminium을 쓰고 미국 영어에서는 aluminum이 표준이다. 원소 기호는 Al이며 한국어 이름은 '알루미늄'이다.

주요 용도

• 운송: 항공기, 고속 열차, 자동차 차체, 자전거에 무게를 줄이려고 알루미늄 합금을 쓴다.
• 포장: 음료 캔, 알루미늄 포일, 식품 용기.
• 건축: 창틀, 외장재, 지붕재.
• 전기: 무게 대비 전기 전도성이 좋아 가공 송전선에 쓰인다.
• 생활·화학: 조리 기구, 그리고 정수 처리제와 땀 억제제에 들어가는 알루미늄 화합물.

동위원소

알루미늄의 안정 동위원소는 알루미늄-27 하나뿐이다. 방사성 알루미늄-26은 반감기가 약 71만 7천 년이다. 우주선이 암석과 대기에서 만들며, 지질학자는 베릴륨-10과 짝지어 퇴적물이 땅속에 묻힌 기간을 잰다. 초기 태양계에서는 알루미늄-26이 많아서 어린 소행성을 데울 정도였고, 그 붕괴 산물인 마그네슘-26은 가장 오래된 운석 입자의 연대를 재는 데 쓰인다.

생활 속 원소

알루미늄 표면에는 눈에 보이지 않는 얇은 산화막이 곧바로 생겨 더 이상의 부식을 막는다. 그래서 알루미늄 제품은 녹슬지 않는다. 알루미늄을 재활용하면 광석에서 새로 만들 때 드는 에너지의 약 5%만 들기 때문에, 캔은 가장 많이 재활용되는 제품 가운데 하나다.

알루미늄은 몸에서 알려진 역할이 없다. 일상적인 노출 수준에서는 독성이 낮은 것으로 여겨지지만, 중증 신장 질환자는 섭취를 제한해야 한다.