14세기에 한 연금술사가 놀라운 발견을 했습니다. 질산과 염화암모늄(당시 염암모니아수라고 불림)을 섞으면 연기가 나고 부식성이 강한 용액이 생성되는데, 이 용액은 금, 백금 및 기타 귀금속을 용해할 수 있습니다. 이 용액을 왕수 또는 "왕족의 물"이라고 합니다.
이는 철학자의 돌을 발견하는 여정에서 중요한 돌파구로 간주됩니다. 철학자의 돌은 사람들이 생명의 영약을 만들고 납과 같은 비금속을 금으로 바꿀 수 있다고 믿는 신화적인 물질입니다.
신선하게 준비한 왕수. (사진: 위키피디아)
연금술사들은 결국 이 작업에 실패했지만, 왕수(현재는 질산과 염산을 섞어 생산)는 여전히 금속을 에칭하고, 금속 얼룩을 제거하고, 실험실 유리잔에서 유기 화합물을 제거하는 데 사용되고 있습니다. 이 물은 또한 금을 99.999% 순도로 정제하는 볼윌 공정에도 사용됩니다.
2차 세계대전의 기이한 사건으로, 부식성 액체가 훨씬 더 극적인 사건에 사용되어, 한 화학자가 동료의 과학적 유산을 나치로부터 구하는 데 도움이 되었습니다.
1930년대 후반, 나치 독일은 다가올 침략 전쟁을 위해 금이 절실히 필요했습니다. 이러한 목표를 달성하기 위해 나치는 국가 밖으로 금이 유출되는 것을 금지했고, 유대인에 대한 지속적인 박해로 인해 독일군은 유대인 가족과 다른 박해받는 집단으로부터 막대한 양의 금과 기타 귀중품을 압수했습니다.
압수된 물품 중에는 독일 과학자들이 수상한 노벨상 메달도 있었습니다. 그들 중 많은 수가 유대인 혈통 때문에 1933년에 해고되었습니다.
노벨 금메달. (사진: AFP)
저널리스트이자 평화주의자인 칼 폰 오시에츠키가 투옥되어 1935년에 노벨 평화상을 받은 후, 나치는 모든 독일인이 노벨상을 받거나 보유하는 것을 금지했습니다.
금지령으로 인해 영향을 받은 독일 과학자로는 막스 폰 라우에와 제임스 프랑크가 있습니다. 폰 라우에는 결정에서의 엑스선 회절에 대한 연구로 1914년 노벨 물리학상을 받았고, 프랑크와 그의 동료 구스타프 헤르츠는 전자의 양자적 특성을 확인한 공로로 1925년에 노벨 물리학상을 받았습니다.
1933년 12월, 유대인이었던 폰 라우에가 직업 공무원 복직에 관한 새로 제정된 법에 따라 브라운슈바이크 연방물리기술연구소의 컨설턴트 직위에서 해임되었습니다. 프랑크는 이전의 군 복무 기록으로 이 법에서 면제되었지만, 1933년 4월 항의의 표시로 괴팅겐 대학에서 사임했습니다.
1944년 핵분열을 발견한 공로로 노벨 화학상을 수상한 물리학자 오토 한과 함께 폰 라우에와 프랑크는 1930년대와 1940년대에 박해받던 수십 명의 동료가 독일에서 이민을 갈 수 있도록 도왔습니다.
폰 라우에와 프랑크는 나치가 노벨상 메달을 압수할 것을 원하지 않아서, 메달을 안전하게 보관하기 위해 1922년 노벨 물리학상을 수상한 덴마크 물리학자 닐스 보어에게 보냈습니다. 보어가 코펜하겐에 설립한 물리학 연구소는 오랫동안 나치 박해를 피해 도망온 난민들의 안전한 피난처 역할을 해왔습니다. 이 연구소는 독일 과학자들에게 임시 일자리를 찾기 위해 미국 록펠러 재단과 긴밀히 협력하고 있습니다. 하지만 1940년 4월 9일, 아돌프 히틀러가 덴마크를 침공하면서 모든 것이 바뀌었습니다.
독일군이 코펜하겐을 통과해 물리학 연구소에 접근하자, 보어와 그의 동료들은 딜레마에 직면하게 되었습니다. 만약 나치가 프랑크와 폰 라우에의 노벨상 메달을 발견한다면, 두 과학자는 체포되어 처형될 것입니다. 안타깝게도 이 메달은 오늘날의 노벨 메달보다 무겁고 크기 때문에 숨기기가 쉽지 않았습니다. 우승자들의 이름은 뒷면에 눈에 띄게 새겨져 있었기 때문에, 이 메달은 프랑크와 폰 라우에에게 순금으로 만든 사형 선고장에 불과했습니다.
절망에 빠진 보어는 자신의 연구실에서 일하던 헝가리의 화학자 조지 드 헤베시에게 도움을 요청했습니다. 1922년, 드 헤베시는 하프늄 원소를 발견했고 나중에 식물과 동물의 생물학적 과정을 추적하는 추적자로 방사성 동위 원소를 사용하는 데 앞장섰습니다. 이 연구로 그는 1943년 노벨 화학상을 수상했습니다. 처음에 드 헤베시는 메달을 묻자고 제안했지만, 보어는 독일인들이 메달을 찾기 위해 물리학 연구소의 땅을 파헤칠 것이라는 것을 알고 즉시 그 아이디어를 거부했습니다. 그래서 드 헤베시는 하나의 해결책을 내놓았습니다. 메달을 왕수에 녹이는 것입니다.
왕수는 질산과 염산을 모두 결합해 금을 용해할 수 있지만, 각 화학물질만으로는 금을 용해할 수 없습니다. 질산은 종종 금을 산화시켜 금 이온을 생성하지만, 용액은 빠르게 포화되어 반응이 멈춥니다.
염산에 질산을 첨가하면 생성되는 반응으로 니트로실 클로라이드와 염소 가스가 생성되는데, 둘 다 휘발성이고 용액에서 증기로 빠져나갑니다. 이러한 생성물이 더 많이 빠져나갈수록 혼합물의 효과는 떨어지므로 왕수는 사용 직전에 준비해야 합니다. 이 혼합물에 금을 담그면, 염화니트로실이 금을 산화시킵니다.
그러나 염산의 염화물 이온은 금 이온과 반응하여 염화금산을 생성합니다. 이렇게 하면 용액에서 금을 제거하여 용액이 포화되는 것을 방지하고 반응이 계속 진행될 수 있습니다.
막스 폰 라우에와 제임스 프랑크 - 나치를 속이기 위해 노벨 금메달을 탕진한 두 과학자. (사진: 위키미디어 커먼즈)
하지만 이 방법은 효과적이었지만 과정이 매우 느렸기 때문에 헤베시가 메달을 왕수가 담긴 유리 비이커에 담그면 메달이 녹을 때까지 오랜 시간 기다려야 했습니다. 그 사이 독일군은 그 어느 때보다 가까워졌습니다.
하지만 결국 금메달은 사라졌고, 비이커 속의 용액은 분홍색으로 변한 뒤 진한 주황색으로 변했습니다.
일이 끝난 후, 드 헤베시는 비커를 실험실 선반에 놓고 다른 수십 개의 밝은 색깔의 화학 비커들 사이에 숨겼습니다. 놀랍게도 그 요령은 효과가 있었습니다. 독일군은 물리학 연구소를 위에서 아래까지 수색했지만 헤베시의 선반에 놓인 주황색 액체가 담긴 비커에 대해서는 전혀 의심하지 않았습니다. 그들은 그것이 그저 무해한 화학 용액일 뿐이라고 믿었습니다.
유대인이었던 조르주 드 헤베시는 1943년까지 나치가 점령한 코펜하겐에 머물렀지만 결국 스톡홀름으로 도피해야 했습니다. 그가 스웨덴에 도착하자마자 노벨 화학상을 수상했다는 소식을 들었습니다. 노벨상을 수상한 스웨덴 과학자 한스 폰 오일러-켈핀의 도움으로 헤베시는 스톡홀름 대학교에서 자리를 얻었고, 1961년까지 그곳에 머물렀습니다.
그 후 드 헤베시는 코펜하겐의 연구실로 돌아왔을 때 용해된 노벨 메달이 들어 있는 왕수 병이 선반에 그대로 그대로 있는 것을 발견했습니다. 헤베시는 염화제1철을 사용하여 용액에서 금을 침전시켜 스웨덴 노벨 재단에 기부했습니다. 이 조직은 그 금을 사용하여 프랑크 메달과 폰 라우에 메달을 다시 제작했습니다. 이 메달은 1952년 1월 31일 시카고 대학에서 열린 행사를 통해 원래 소유주에게 반환되었습니다.
금메달을 해체한 것은 사소한 일이었지만, 조르주 드 헤베시의 영리한 행동은 나치에 대한 수많은 저항 행위 중 하나로, 연합군의 최종 승리와 유럽의 파시즘 붕괴를 보장하는 데 기여했습니다.
왕수는 금을 녹일 수 있는 유일한 화학물질로 여겨지지만, 이는 또 다른 원소, 즉 액체 금속 원소인 수은이 관련되어 있기 때문에 전적으로 정확한 설명은 아닙니다. 수은은 거의 모든 금속과 섞이면 금속의 결정 구조에 침투하여 섞여 아말감이라는 고체나 반죽 같은 물질을 형성합니다.
이 과정은 광석에서 은과 금을 추출하고 정제하는 데에도 사용됩니다. 이 과정에서는 분쇄된 광석을 액체 수은과 섞어서 광석 내부의 금이나 은이 침출되어 수은과 섞이게 됩니다. 그런 다음 수은을 가열하여 증발시키고, 순수한 금속만 남게 됩니다.
(출처: 틴툭신문/todayifoundout)
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