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요드 원소의 성질과 이용

과학 상식

요드 원소의 성질과 이용

sciencewave 2025. 6. 9. 17:15
 

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요드(옥소, 아이어다인 Iodine, I) 원소의 성질과 이용

  

󰋯  원자번호:53

󰋯  족:17족(5주기), 할로겐(halogen)

󰋯  원자량:126.9

󰋯  밀도:4.923 g·cm-3

󰋯  각 전자궤도의 전자 수:2, 8, 18, 18, 7

󰋯  mp:113.7℃ / 󰋯  bp:184.3℃

 

제17족에 속하는 F, Cl, Br, I, At (아스타틴) 그리고 인공원소인 117번 Uus (우눈셉튬) 이상 6가지 원소를 ‘할로겐 원소’(halogen)라 부른다. 이 용어는 스웨덴의 유명한 화학자 베르셀리우스(Jons Jacob Berzelius 1779-1848)가 1842년에 처음 제안했으며, ‘halogen’은 ‘바다’, ‘소금’이란 의미를 담고 있다. 요드의 영어 iodine(발음 아이어다인)은 요드 증기의 보라색을 의미하는 그리스어 idoes 에서 온 말이다.

 

검은 보라색을 가진 고체 상태의 요드를 가열하면 보라색 증기(蒸氣)가 된다. 요드는 모든 생명체에  중요한 역할을 하는 필수적인 미량원소이다. (*과거에는 ‘옥소’沃素라고 불렀다. 때로는 ‘요오드’라고 표기하고 있으나, 장음표기가 아닌 요드로 나타냈음)

 

요드는 할로겐 원소 중에서 가장 무거우면서 화학반응이 활발하다. 이 원소는 프랑스의 화학자 쿠토 (Bernard Courtois 1777-1838)가 1811년에 처음 발견했다. 요드는 물에 잘 녹으며, 바닷물과 해조류(海藻類)와 같은 해양생물의 몸에 많이 농축되어 있다.

 

산업용 요드의 상당량은 칠레에서 산출되는 ‘초석’(礎石 saltpeter)이라는 광물에 대량 포함된 요드화나트륨(NaI) 광석으로부터 생산한다. 최근에 와서는 바다 식물을 태운 재로부터 생산하기도 한다.

 

요드의 용도

 

요드 또는 요드화칼륨 용액은 실험시간에 전분(starch)의 존재를 검사할 때 이용한다. 이는 요드가 전분을 만나면 흰색이던 전분을 검은 청색으로 변화시키는 성질이 있기 때문이다. 요드는 세균을 살균하는 성질이 있다. 피부가 긁히거나 부상을 입었을 때 소독약으로 이용하는 검은 갈색의 ‘요드팅크’는 에틸알코올에 요드를 녹인 용액이다. 요드팅크를 사용할 때는 약간의 독성이 있으므로 눈에 들어가지  않도록 해야 한다.

 

바다와 수천km 떨어진 대륙이나 고산지대에 사는 사람들 중에는 요드 섭취 부족으로 갑상성비대증(goiter)이나 크레틴병(cretinism) 환자가 잘 나타난다. 2007년의 WTO 통계에 의하면 전 세계 가난한 나라의 주민 약 20억 명이(특히 어린이) 요드가 부족한 상황에 있다고 발표했다.

 

 

요드는 갑상선에서 생성되는 성장호르몬인 타이록신(thyroxine)의 중요 성분이다. 타이록신이 부족하면 인체 내의 물질대사가 원활하게 일어나지 못하므로 여러 가지 신체 이상이 나타난다. 또한 요드   부족으로 발생하는 크레틴병은 정신지체 장애를 가져오고, 발육을 저해한다. 인체의 경우 몸속의 요드는 갑상선에 약 30% 집중되어 있고, 나머지는 모든 부분에 흩어져 중요한 작용을 한다. 요드가 동물과 식물 내에서 하는 작용(촉매작용 등)은 아직 잘 알려지지 않았다.

 

요드화은(AgI)은 사진 건판이나 인화지 제조에 이용된다. ‘은(Ag)’ 항목에서 설명했듯이, 입자가 매우 작은 요드화은은 인공 비를 내릴 때 공중에 뿌려 비구름을 형성하는데 이용한다. 이때 1그램의 요드화은의 입자는 약 10억×1,000,000개의 물방울을 형성할 수 있는 핵(물방울을 형성하는 중심)이 된다.

 

 갑상선 진단과 치료에 이용

 

요드는 많은 인공 동위원소를 가진 원소이다. 그들 중에 I-131은 반감기가 8.1일인 방사성동위원소인데, 이것은 갑상선 질환을 진단하거나 치료하는 방법으로 이용된다. I-131과 결합시킨 요드화나트륨을 넣은 물을 마시면, 요드는 갑상선에 모이는 경향이 있으므로, 의사는 갑상선에서 방출되는 방사선    양을 측정하여 갑상선의 건강상태를 진단할 수 있다. 

 

I-131은 반감기가 짧으므로, 몇 주일만 지나면 방사성 요드는 모두 없어진다. 또한 갑상선 암 환자의 경우 I-131을 갑상선에 집중시켜 방사선을 대량 방사토록 하면, 다른 세포에는 영향을 최소한 주고   갑상선의 암세포를 선택적으로 파괴하게 된다.

 

2011년 3월, 일본 후쿠시마에서 원자력발전소 사고가 발생했을 때, 사람들은 방사성 낙진 속에 포함된 I-131을 두려워했다. 만일 이 동위원소가 갑상선에 지나치게 농축된다면 갑상선비대증이나 암을  일으킬 위험이 있기 때문이다.

 

의학에서는 전립선암을 치료하는 방법으로 I-125를 사용하기도 한다. 쌀알 크기의 I-125를 전립선암이 발생한 위치에 심어두면, 방사선을 내어 암세포를 파괴한다. I-125의 반감기는 60일이므로 몇 달이 지나면 요드의 방사성은 모두 사라진다. 같은 치료 방법으로 팔라듐(반감기 17일)의 방사성 동위원소도 이용하고 있다.

 

 

 

텔루륨 원소의 성질과 이용

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