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우리 주변에 있는 물건 중 가장 순도가 높은 것은 아마 알루미늄 포일이 아닐까?순도 99.9%를 자랑하는 알루미늄 포일을 가지고 간단한 실험을 해보자.

뚝딱 실험 1 수소 만들기

왜 그럴까?!

유리잔에 처음에는 아무런 반응이 없는 것처럼 보인다. 하지만 조금 시간이 지나면 알루미늄 포일의 표면에 하얀 거품이 보이는데, 바로 수소기체가 발생한 것이다. 알루미늄 포일의 표면은 산화알루미늄이 둘러싸고 있어 쉽게 반응하지 않는다. 알루미늄은 양쪽성 물질이다. 즉 산이나 염기 양쪽 모두와 반응해 수소기체를 발생시키며 녹는다. 하수구 청소제 속에는 수산화나트륨이라는 강염기성 물질과 세제(계면활성제)가 함께 들어있다. 따라서 알루미늄 포일을 넣으면 알루미늄이 염기인 수산화나트륨과 반응해 수소 기체를 발생시키고, 이 수소 기체는 세제성분과 만나 거품을 만든다.
2 NaOH + 2 Al + 2 H₂O → 3 H₂ + 2 NaAlO₂
수산화나트륨 + 알루미늄 + 물 → 수소 + 알루민산나트륨
따라서 포일 주변에 생긴 거품 방울 안에는 수소 기체가 들어있다. 수소는 불을 붙이면 퍽 소리를 내며 타는 가연성 기체다. 따라서 여기에 성냥불을 대면 약간의 소리와 함께 거품이 타서 없어지는 것을 볼수 있다.

뚝딱 실험2 성냥 권총 만들기

왜 그럴까?!

알루미늄 포일로 싸둔 성냥에서 불이 붙은 것은 보통 성냥이 불붙을 때와 다르다. 성냥은 머리에 들어있는 발화점이 낮은 성분(붉은 인, 발화점 2백60℃)이 먼저 마찰열에 의해 불이 붙은 후에 다른 성분에까지 옮겨져 불이
켜진다. 그러나 이 실험에서는 알루미늄 포일에 싸둔 성냥 머리는 폭발하듯이 한꺼번에 불이 붙는다. 알루미늄이 열전도율이 높아 열을 쉽게 안쪽으로 전달해 성냥 머리 전체의 온도를 고르게 높이기 때문이다. 따라서 작은 규모의 폭발이 일어나고 타면서 발생한 기체의 압력으로 인해 헐거운 쪽의 성냥이 튀어나가는 것이다.

은보다 비쌌던 알루미늄

알루미늄 캔, 알루미늄 포일…. 알루미늄은 주변에서 쉽게 쓰이는 금속이다. 그러나 1888년까지만 해도 은보다도 비싼 귀금속에 속했다는 사실을 아는 이가 얼마나 될까.
한때 수많은 과학자와 발명가들이 이런 이유로 알루미늄 제련법에 매달렸다고 한다. 그들 중 대량생산이 가능한 알루미늄 제련법 발명에 성공한 사람은 미국 오하이오주 출신인 찰스 마틴 홀. 그는 대학을 갓 졸업한 후 자신의 헛간에서 이 일에 매달렸다.
그의 주된 아이디어는‘자연상태의 금속은 많은 화합물로 구성돼 있기 때문에, 순수한 금속만을 끄집어내려면 다른 비금속의 물질을 분리해내야 한다'는 것. 가령 산화철은 코크스(탄소)와 함께 데우면 산소와 철을 분리할 수 있다.
알루미늄을 포함한 화합물인 보크사이트는 산화알루미늄으로 산소와 알루미늄으로 구성돼 있다. 따라서 이들을 분리한다면 알루미늄을 얻을 수 있다. 그러나 산화철과는 달리 알루미늄과 산소의 결합은 매우 강력하다. 보크사이트를 물에 녹여 전기분해를
해보려고 시도했으나 물에 녹지도 않았다. 그래서 그는 천연의 광물 속에 보크사이트를 녹일 수 있는 광물을 찾아 나섰다.
번번이 실패를 거듭하는 어느날‘빙정석’이라는 유백색의 유리덩어리와 같은 광물을 실험대상으로 한 것이 홀에게 행운을 가져다 주었다. 빙정석을 계속 데워 1천℃에 이르렀을 때 빙정석이 녹기 시작했다. 여기에 소량의 보크사이트를 넣었더니 녹는 것
이었다.
홀은 이 데워진 액체 속에 전극을 넣어 직류 전류를 흘려보았다. 잠시 후 금속 알루미늄이 음극에 반짝반짝 비치면서 모여들었다. 마침내 알루미늄 제련법이 발명되는 순간이었다.
이 일은 홀이 대학을 졸업한지 1년 뒤인 1886년의 일로, 당시 그의 나이는 22세였다. 이후 그는 알루미늄 회사를 설립했고, 1914년 사망할 당시 그는 백만장자가 돼 있었다.