기타 귀금속 종류 4가지: 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴

금, 은, 백금 등 널리 알려진 주요 귀금속 외에도 세상에는 희소하고 소중한 네 가지 귀금속이 더 있습니다. 바로 팔라듐, 로듐, 이리듐, 오스뮴입니다. 이 금속들은 희소성, 내구성, 독특한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 필수적인 역할을 하고 있는데요, 각각 한번 살펴보겠습니다.

백금족 귀금속

팔라듐 Palladium: 촉매의 마법사

팔라듐은 백금족 중 가장 가벼운 금속으로, 촉매 작용에 가장 뛰어난 성능을 발휘합니다. 자동차 배기가스 정화 장치, 화학 공정 촉매, 연료 전지 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 또한 장신구용으로도 많은 수요가 있는 백금족 귀금속입니다.

팔라듐의 성질과 특성
주기율표 10 그룹에 속하는 플래티넘 귀금속의 하나로, 플래티넘 귀금속 중에서 가장 가벼우며 녹는점이 가장 낮은 금속입니다. 특히 촉매(생산물을 변화시키지 않고 화학반응의 속도를 증가시키는 물질) 및 합금으로 사용됩니다. 귀중한 회백색 금속인 팔라듐은 매우 연성이 높고 가공이 쉽습니다. 실온에서 공기에 의해 변색되지 않기 때문에 이 금속 및 합금은 주얼리 및 전기 접촉부의 플래티넘 대체로 사용됩니다. 얆게 두드린 팔라듐은 장식용으로 사용됩니다. 최고의 화이트 골드는 작은 양의 팔라듐과 금을 합금하여 생산됩니다. 또한 팔라듐은 치과 합금으로 사용됩니다. 순수한 금속은 주로 전화 장비의 전기 접촉부에 사용됩니다. 전기 증착 또는 화학적으로 도금된 팔라듐 도금은 인쇄된 배선 회로 구성 요소에 사용되었습니다.
천연 팔라듐은 희귀하지만 일부 플래티넘 및 이리듐과 합금되어 콜롬비아(초코 주), 브라질(이타비라 미나스 제라이스), 러시아(우랄 산맥), 남아프리카(트랜스발)에 묻혀 있습니다. 지구 표면의 0.015%에 해당하는 ppm 수준으로 계산됩니다. 팔라듐은 1803년 영국 화학자이자 물리학자인 윌리엄 하이드 월라스턴에 의해 처음으로 플래티넘에서 분리되었으며, 이 원소를 새롭게 발견된 소행성 팔라스를 기리기 위해 지어졌습니다. 또한 상당량의 금, 은, 구리 및 니켈 광석과 결합됩니다. 상업적으로 이 금속은 주로 구리 및 니켈 광석 정제 시 부산물로 생산됩니다.
팔라듐은 플래티넘 귀금속 중에서는 가장 쉽게 산에 의해 공격받는 특성을 가지고 있습니다. 팔라듐은 질산으로 느리게 용해되어 팔라듐 질산(Pd(NO3)2)을 생성하며 농축 황산과 반응하여 팔라듐 황산(PdS04•2H20)을 생성합니다. [녹는점 1,522도씨, 끓는점 2,927도씨, 비중 11.97(0도씨)]

로듐 Rhodium : 강인함의 상징

로듐은 백금족 중 가장 단단하고 내구성이 뛰어난 금속입니다. 녹이나 부식에 매우 강하며, 높은 온도와 압력에도 견딜 수 있습니다. 로듐은 주로 장신구 플레이팅, 산업용 코팅, 반도체 제조 등에 사용됩니다. 또한, 로듐은 희소성이 매우 높아 그 가치가 더욱 높아집니다.

로듐의 성질과 특성
주기율표 9 그룹에 속하는 플래티넘 귀금속 원소로, 주로 플래티넘을 경화시키는 합금제로 사용됩니다. 로듐은 높은 반사율을 가진 비싼 회백색 금속입니다. 실온에서 공기와 부식되거나 변색되지 않기 때문에 금속을 도금하고 그것을 광택을 내기 위해 자주 사용됩니다. 광학 기기에 반사 표면을 만드는 데도 사용됩니다. 플래티넘에 소량의 로듐을 첨가하여 만든 합금은 순수 플래티넘보다 단단하며 고온에서 훨씬 적은 무게를 잃습니다. 따라서 화학 실험실에서 가열되는 물질을 담는 크루시블은 일반적으로 이 합금으로 만들어집니다. 상업적으로 로듐은 니켈 및 구리 광석의 추출 과정 중 부산물로서 얻어집니다. 1803년에 영국의 화학자이자 물리학자인 윌리엄 하이드 월라스턴이 첫 번째로 천연 플래티넘에서 로듐을 분리했습니다. 로듐의 화합물은 주로 빨간색이므로 그 원소는 그리스어로 장미를 의미하는 rhodon에서 유래되었습니다. 로듐은 산에 잘 견디며 질산, 황산 농축액 또는 심지어 아쿠아 레기아에도 용해되지 않습니다. 그러나 녹는 포타슘 수은 황산염과 농축 황산에는 용해됩니다.

이리듐 Iridium : 지구에서 가장 희소한 금속

이리듐은 지구상에서 가장 희소한 금속으로, 백금족 중 가장 높은 녹는점을 가지고 있습니다. 극한의 환경에서도 견딜 수 있는 강인함과 내구성으로 인해 우주선, 항공기 엔진, 의료 기기 등에 사용됩니다. 이리듐은 또한 값비싼 필기 용품 펜 끝에도 사용됩니다.

이리듐의 성질과 특성
주기율표 9 그룹에 속하는 플래티넘 귀금속의 하나로, 매우 무거우며 희귀하며 플래티넘과 합금하여 사용됩니다. 단단하고 부서지기 쉬운 회백색 귀금속으로, 1,200°C에서 1,500°C의 백열 온도에서 가공이 가능할 정도로 연성이 있으며 가장 무거운 물질 중 하나입니다. (질량 형태) 산에 불용이며 아쿠아 레기아에 불용입니다. 순수 아이리듐 금속은 제조 및 가공이 어려우므로 고온에서 사용되는 크루시블 용광로 제작 이외에는 사용되지 않습니다. 따라서 아이리듐은 주로 플래티넘 합금 형태로 사용됩니다. 순수 플래티넘은 부드러운 금속이지만, 플래티넘-아이리듐 합금(아이리듐 함유량 5~10%)은 가공이 용이하고 단단하며 화학적 저항성이 높은 금속입니다. 이러한 합금은 주얼리, 만년필 봉, 외과 핀, 중심핀, 전기 접촉부 및 장기 정화 점에 사용됩니다. 국제질량표 원표준 킬로그램은 90% 플래티넘과 10% 아이리듐을 함유하는 합금으로 제작됩니다. 순수한 아이리듐은 천연적으로 생산되지 않으며 다른 귀금속과의 자연 합금 형태로 소량만 존재합니다. 일반적으로 상업적으로 니켈이나 구리 제련 시 부산물로 생산됩니다. 1804년 영국 화학자 스미스턴 테넌트는 산에 용해되지 않는 플래티넘 광석의 잔류물에서 아이리듐을 발견하고 다양한 색상을 내는 무릎과 같은 화합물에서 아이리듐이라는 이름을 붙였습니다. [녹는점 2,410도씨, 끓는점 4,527도씨, 비중 22.4(20도씨)]

오스뮴 Osmium: 무적의 강철

오스뮴은 백금족 중 가장 무겁고 단단한 금속으로, 모든 금속 중 가장 높은 밀도를 가지고 있습니다. 극한의 온도, 압력, 부식에도 견딜 수 있는 뛰어난 내구성을 자랑합니다. 오스뮴은 주로 의료 기기, 군사 장비, 고정밀 기계 부품 등에 사용됩니다. 그 희소성과 내구성으로 인해 매우 높은 가치를 가지고 있습니다. 오스뮴은 높은 온도에서 산화 증발하는 성질을 지녔고 루테늄은 전 연성이 부족해 장신구 가공에 그다지 사용되지 않습니다.

오스뮴의 성질과 특성
주기율표 8 그룹에 속하는 백금족 중 하나로, 천연 발생 원소 중에서 밀도가 가장 높은 금속입니다. 매우 단단하고 부서지기 쉽며 높은 온도에서도 가공이 어려운 회백색 금속입니다. 백금중 중에서 최고의 녹는점을 가지고 있어 주조와 용해에 어려움이 따릅니다. 오스뮴으로 만들어진 선은 텅스텐이 사용되기 전 초기 백열전구의 필라멘트로 사용되었습니다. 백금족의 합금에서 경화제로 사용되었지만, 루테늄이 오스뮴 대신 사용되었습니다. 이리듐과 오스뮴의 경합금은 축음기 바늘이나 만년필 펜촉에 사용되며, 산화오스뮴은 유기 합성에 사용됩니다. 순수한 오스뮴은 천연적으로 산출되지 못해서 희소성이 있지만 다른 백금족에 섞인 천연 합금상태로 발견됩니다. [녹는점 3,000도씨, 끓는점 약 5,000도씨, 비중 22.48(20도씨)]
왕수에 용해되지 않는 백금족 금속의 잔류물에서 발견된 오스뮴은 영국의 화학자 스미슨 테넌트에 의해 발견되었습니다. 오스뮴은 1804년에 분리되었으며 일부 오스뮴 화합물이 불쾌한 냄새를 내기 때문에 오스뮴이라는 이름이 지어졌습니다. 분말 상태의 금속은 실온에서조차 독성이 매우 높고 독특한 냄새와 가지며, 심지어 사산화물 Oso4인 휘발성으로 변하는 오스뮴은, 백금족 중에서는 공기 중에서 가장 빨리 변하는 특성을 가지고 있습니다.