크롬과 네이드뮴에 대한 설명

[질주(상진)]

크  롬 ( C r )

크롬이란 어떤 금속인가?

크롬 (chromium)은 토양과 화산재, 화산 가스에서 나오는 원소이다.

세 가지 상태의 크롬이 있는데, 크롬(0), 크롬(Ⅲ), 크롬(Ⅵ)이다. 크롬(Ⅲ)은 자연 상태에 존재하고, 크롬(0)와 크롬(Ⅵ)는 일반적으로 공업 과정에서 생성된다.  크롬은 주로 철 합금이나 다른 합금을 만드는데 사용된다.  화학 공장에서 생성된 크롬 화합물은 크롬 도금, 색소 제조, 가죽 가공, 목재 처리 등에 이용된다.

크롬은 어디에 있는가?
대부분의 사람들은 크롬을 함유하고 있는 공기를 호흡하거나, 음료수나 음식을 섭취함으로써 조금씩 크롬에 노출된다. 그러나 크롬을 재료로 하는 공장에서 일하는 사람들(직업적 노출)이나 담배를 피우는 사람들은 특히 크롬에 심하게 노출될 수 있다. 화학 제조 공장과 천연 가스, 석유, 석탄을 연소하는 곳은 공기 중으로 크롬을 발산하는 대표적인 근원이다. 그 외에 우리가 크롬과 접촉하게 되는 경우는 다음과 같다.
시멘트를 생산하는 공장 (시멘트가 크롬을 함유하므로) 쓰레기나 하수구 오물 소각장 자동차의 배기 가스 크롬 화합물을 녹 방지제로 사용하는 에어콘 냉각 타워 전기 도금, 가죽 가공, 방직 공장에서 나오는 폐수가 강이나 호수에 버려졌을 때 크롬 화합물을 제조할 때 나오는 고형 쓰레기나 그것을 태운 재가 부적절하게 버려졌을 때 비록 소량이지만 크롬을 함유하는 소비제품은 다음과 같다. 잉크, 페인트, 종이 고무와 합성 장판지 일부 가죽 제품 녹음 테이프 스테인레스스틸을 비롯한 일부 금속 합금 복사기에 사용되는 토너 파우더

크롬은 어떤 피해를 주는가?
대부분의 음식에 크롬이 조금씩은 포함되어 있으므로, 크롬은 음식물 섭취에 의해 우리 몸 안으로 들어온다.  호흡이나 마시는 물에 의해서도 크롬에 노출될 수 있으나, 음식물 섭취에 의한 것과 비교하면 소량에 지나지 않는다. 그러나 크롬을 생산하는 공장 부근에 사는 사람들의 경우에는 호흡을 통해 크롬을 흡입하는 경우가 많고, 크롬을 포함하는 합금으로 된 부식된 파이프나 수도관을 통해 전달된 물을 마시는 경우에도 크롬이 우리 몸 속으로 들어 온다.
크롬은 우리에게 포도당, 콜레스테롤, 지방의 대사를 도와주는 필수적인 영양소이므로, 크롬이 결핍되면 체중이 감소하고, 혈액에서 포도당을 제거하는 기능에 손상이 온다. 따라서 하루에 50~200ug (몸무게 1kg당 0.0007~0.003mg/kg) 정도의 크롬을 섭취하는 것은 적절하다고 본다. 그러나 크롬은 형태에 따라 건강에 미치는 영향이 다르다. 크롬(Ⅵ)은 자극적이며, 높은 농도에 단시간 노출되는 경우 피부에 궤양이 생기게 하고, 코 점막을 자극하며 위장을 자극하기도 한다. 또한 신장과 간에도 영향을 준다.
크롬(Ⅲ)은 크롬(Ⅵ)와 같은 영향이 나타나지는 않는다. 물론 크롬(Ⅲ)도 과다하게 섭취하면 해롭지만, 적은 양을 섭취했을 때는 필수 영양소로 작용한다. 음식에 들어 있는 대부분의 크롬이 이 형태이다. 크롬(0)에의 노출은 그리 흔하지 않으며, 건강에 미치는 영향도 잘 알려져 있지 않다. 미국의 보건 복지부는 크롬과 크롬 화합물이 발암성 물질이라고 규정하였다. 고농도의 크롬에 장기간 노출된 노동자들의 경우 폐암이 관찰되었다. 이 노동자들에게 위 3가지 형태의 크롬 중 어떤 형태가 구체적인 발암 물질로 작용했는지는 확실하지 않으나, 동물 연구 결과에서는 크롬(Ⅵ)만이 암을 유발한다고 밝혀져 있다.

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네오디뮴[neodymium]

 

 

본문

주기율표에서 3족에 속하는 희토류(稀土類) 전이금속(轉移金屬) 원소.

원소는 합금에, 산화물은 특수유리에 사용된다. 은백색으로, 공기 중에서 산화물을 형성하면서 변색되고 계속 노출시키면 산화가 계속 일어나 부서진다. 따라서 이 금속은 플라스틱 용기나 광물성 기름 속에 담가서 보관해야 한다. 찬물과는 천천히, 더운 물과는 급격히 반응하여 수소를 발생시킨다.

 

1885년 카를 아우어 폰 벨스바흐가 희토류 산화물의 혼합물인 디디미아로부터 합성된 질산디디뮴암모늄을 반복결정법(反復結晶法)을 이용하여 네오디뮴 부분과 프라세오디뮴으로 분리함으로써 네오디뮴을 발견했다. 희토류 원소 중 네오디뮴보다 풍부한 원소는 세륨(Ce)과 이트륨(Y)뿐이다.

 

 

지각의 화성암 속에 납의 거의 2배, 구리의 약 절반쯤 존재한다. 네오디뮴을 포함하는 광물로는 모나자이트와 배스트내자이트가 있으며, 이들이 핵분열하여 생긴다. 네오디뮴을 분리·정제할 때는 분별결정법(分別結晶法) 대신 이온 교환법을 써왔다. 금속 자체는 용융된 할로겐화물을 전기분해하거나 플루오르화물을 칼슘 또는 리튬으로 열환원시켜 얻는다.

 

 

네오디뮴은 전자산업, 강철제조 및 많은 합금의 성분으로 쓰인다. 이중 라이터 돌을 만들 때 이용되는 미시메탈은 네오디뮴을 15％ 함유하고 있다. 네오디뮴 화합물은 요업에서 유약이나 색유리에 사용된다. 조산화물(粗酸化物)은 유리에서 철(Ⅱ)(Fe^2＋) 화합물의 녹색을 중화시키는 데 쓰이며, 좀더 정제된 화합물은 유일하게 밝은 자주색을 띠는 유리를 만들 때 쓰인다. 이 네오디뮴 유리는 레이저 물질에 루비 대신 사용된다. 네오디뮴과 프라세오디뮴의 혼합물은 해로운 나트륨-D선 영역의 빛을 흡수하므로 용접공과 유리불기공의 보호안경을 만들 때 쓴다.

 

 

천연 네오디뮴은 ¹⁴²Nd(27.2％), ¹⁴⁴Nd(23.8％), ¹⁴⁶Nd(17.2％), ¹⁴³Nd(12.2％), ¹⁴⁵Nd(8.3％), ¹⁴⁸Nd(5.7％) 및 ¹⁵⁰Nd(5.6％) 등 7개 동위원소의 혼합물이다. 이 가운데 알파 붕괴가 되는 ¹⁴⁴Nd를 제외한 나머지 모두는 안정된 동위원소이다. ¹⁴⁴Nd는 가장 가벼운 천연 핵종(核種)으로 약한 방사성 원소이다. 네오디뮴은 몇 개의 동소체(同素體)를 가지는데, 실온에서는 6방밀집구조(六方密集構造)를 한다. 한편 산화물인 Nd₂O₃나 수산화물인 Nd(OH)₃과 같은 3가 화합물을 만들며, 네오디뮴 3가 이온은 물 속에서 안정하다. 이요오드화물 NdI₂과 이염화물 NdCl₂ 같은 2가 화합물도 만드는데, 네오디뮴 2가 이온은 수용액 안에서 불안정하다.

 

원자번호 60

원자량 144.240

녹는점 1,010℃

끓는점 3,127℃

비중 7.003(25℃)

원자가 3

전자배열 2-8-18-22-8-2

또는 (Xe)4f⁴5d⁰6s²

출처-다음