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과학이야기

[백린] 인의 동소체. 백린의 성질, 용도

by soonoogi 2022. 3. 14.

인은 많은 동소체가 존재하는데 백린, 흑린, 적린 그리고 희귀한 자린 등이 있습니다. 인의 동소체인 백린의 성질과 용도에 대해 알아보겠습니다.

 

인은 1600년대에 독일에서 연금술을 연구하던 헤닝 브란트에 의해 발견되었습니다. 그는 본인의 오줌을 대량으로 모아 오랜 시간에 걸쳐 수백도 이상에서 가열하여 인을 만들었습니다. 인은 자체적으로 빛을 내는데 뜨겁지 않으면서 빛을 내는 성질에 많은 이들이 연구를 하였습니다. 인은 탄소, 수소, 질소, 산소, 황과 함께 생명체를 구성하는 필수 6대 원소 중 하나입니다. 인간의 경우 몸무게의 약 1%를 인이 구성하고 있습니다. 또한 인은 질소, 칼륨과 함께 비료의 3대 요소입니다. 일반적으로 지각을 구성하는 성분에 인이 부족하므로 동식물의 성장을 제한하는 가장 부족한 성분이 인이 되는 경우가 많습니다. 인 화합물은 물에 잘 녹기 때문에 한번 물에 녹아 바다로 흘러가면 다시 육지로 돌아오기 어렵기 때문입니다. 이렇듯 생명에게 필수적이고 귀중해 보이는 인이지만 화학적 변화에 따라 매우 위험하게 작용하기도 합니다.

 

백린

정확히는 누런 빛을 내는 왁스같은 형태입니다. 황린이라고도 합니다. 백린은 공기 중에서 자연 발화하기가 쉽습니다. 옛날이야기에 나오는 도깨비 불은 이 백린의 자연발화 현상을 보고 생겨난 것입니다. 인 원자 4개가 삼각뿔 모양을 이루고 있는 구조이기에 산소와 결합이 쉽습니다. 이에 자연 발화를 막기 위하여 약염기성의 물속에 보관하여야 한다. 또한 맹독성을 가지고 있어 소량 섭취하여도 목숨을 잃을 수 있습니다. 초기의 성냥에는 이 백린이 사용되었습니다. 사용이 간편하여 산업혁명 초기에 많이 사용되었으나 옷 안에 넣고 다니다가 발화되어 화재가 발생하는 경우가 빈번하였고 성냥 공장 직원들이 백린의 독성에 의해 치명적인 질병에 걸리는 경우가 많아지자 백린 성냥의 제조, 판매, 사용이 모두 금지되었습니다. 이후 백린보다 안정성이 높은 삼황화인을 사용한 '딱성냥'이나 그 보다 더 안전한 적린을 사용한 일반 성냥(오늘날 우리가 사용하는 성냥)이 개발되었습니다.

 

아무리 발화성이 높다고 하더라도 물속에서 탈 수는 없습니다. 다만, 물 속에 넣어 불이 꺼졌다가도 물 밖으로 꺼내어 산소와 접촉하면 다시 발화할 수 있습니다. 이렇게 강한 인화성으로 인하여 일찌감치 군사 목적으로 주목받았습니다. 네이팜이 보편화되기 이전에는 백린을 활용한 백린탄이 주력으로 활용될 정도였습니다. 또한 백린 연막탄도 많이 활용되었는데 연기와 더불어 독성도 있어 치명적입니다. 이에 국제사회에서는 백린을 사용한 무기들을 사용하지 않도록 권고하고 있습니다만 백린 무기가 가진 막대한 공격력은 각국의 군 통수권자를 유혹하고 있습니다. 과거 미국이 시리아에서 사용하여 비난을 받기도 했으며 최근 우크라이나를 침공한 러시아가 백린탄을 사용한 것으로 확인되고 있어 국제 사회의 비난을 받고 있습니다.

 

 

 

 

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