14세기에 한 연금술사가 놀라운 발견을 했습니다. 질산과 염화암모늄(당시에는 염화암모늄으로 알려짐)을 섞으니 금, 백금, 기타 귀금속을 녹일 수 있는 연기가 나는 매우 부식성 강한 용액이 생성되었습니다. 이 용액은 왕수, 즉 "왕수"로 알려지게 되었습니다.
이는 불멸의 묘약을 만들 수 있고 납과 같은 비금속을 금으로 바꿀 수 있다고 믿어지는 신화 속 물질인 현자의 돌을 찾는 데 있어 중대한 돌파구로 여겨집니다.
갓 제조한 왕수. (이미지: 위키피디아)
연금술사들은 궁극적으로 이러한 시도에 실패했지만, 왕수(현재는 질산과 염산을 혼합하여 생산됨)는 여전히 금속 에칭, 금속 얼룩 제거, 실험실 유리 기구의 유기 화합물 제거에 사용됩니다. 또한 볼빌 공정에서 금을 99.999% 순도로 정제하는 데에도 사용됩니다.
제2차 세계 대전 중 일어난 기이한 사건에서, 이 부식성 액체는 더욱 극적인 상황에 사용되어 한 화학자가 동료의 과학적 업적을 나치로부터 지켜내는 데 도움을 주었습니다.
1930년대 후반, 나치 독일은 다가오는 침략 전쟁 자금을 마련하기 위해 금이 절실히 필요했습니다. 이를 위해 나치는 금 수출을 금지했고, 유대인 박해를 지속하면서 독일군은 유대인 가정과 다른 박해받는 집단으로부터 대량의 금과 기타 귀중품을 몰수했습니다.
압수된 물품 중에는 독일 과학자들이 수상한 노벨상 메달도 있었다. 그들 중 상당수는 유대인 혈통 때문에 1933년에 직위에서 해고당했다.
노벨상 금메달. (사진: AFP)
언론인이자 평화주의자 인 카를 폰 오시에츠키가 투옥 중이던 1935년에 노벨 평화상을 수상하자, 나치 정권은 모든 독일인이 노벨상을 수상하거나 보유하는 것을 금지했다.
이 금지 조치의 영향을 받은 독일 과학자 중에는 막스 폰 라우에와 제임스 프랑크가 있었다. 폰 라우에는 결정에서의 X선 회절 연구로 1914년 노벨 물리학상을 수상했고, 프랑크와 그의 동료 구스타프 헤르츠는 전자의 양자적 본성을 확인한 공로로 1925년 노벨상을 수상했다.
1933년 12월, 유대인이었던 폰 라우에는 새로 제정된 전문 공무원 복직법에 따라 브라운슈바이크 연방 물리학 기술 연구소의 자문위원직에서 해고당했습니다. 프랑크는 이전 군 복무 경력으로 이 법의 적용 대상에서 제외되었음에도 불구하고, 이에 항의하여 1933년 4월 괴팅겐 대학교에서 사임했습니다.
1944년 핵분열 발견으로 노벨 화학상을 수상한 동료 물리학자 오토 한과 함께, 폰 라우와 프랑크는 1930년대와 1940년대에 박해받던 수십 명의 동료들이 독일에서 해외로 이민하는 것을 도왔습니다.
나치에게 노벨 메달을 압수당하는 것을 원치 않았던 폰 라우와 프랑크는 1922년 노벨 물리학상을 수상한 덴마크 물리학자 닐스 보어에게 메달을 맡겨 보관해 달라고 부탁했습니다. 보어가 코펜하겐에 설립한 물리학 연구소는 오랫동안 나치의 박해를 피해 도망치는 난민들의 안전한 피난처 역할을 해왔습니다. 이 연구소는 미국의 록펠러 재단과 긴밀히 협력하여 독일 과학자들에게 임시 일자리를 제공했습니다. 그러나 1940년 4월 9일, 아돌프 히틀러가 덴마크를 침공하면서 모든 것이 바뀌었습니다.
독일군이 코펜하겐을 행군하며 물리학 연구소에 접근했을 때, 보어와 그의 동료들은 딜레마에 직면했습니다. 나치가 프랑크와 폰 라우에의 노벨상을 발견하면 두 과학자는 체포되어 처형될 것이었습니다. 불행히도 이 메달들은 현대의 노벨상보다 무겁고 커서 숨기기가 쉽지 않았습니다. 게다가 수상자들의 이름이 뒷면에 선명하게 새겨져 있어, 프랑크와 폰 라우에에게는 금으로 된 사형 선고나 다름없었습니다.
절망에 빠진 보어는 자신의 연구실에서 함께 일하던 헝가리 출신 화학자 게오르크 드 헤베시에게 도움을 청했습니다. 드 헤베시는 1922년 하프늄 원소를 발견했고, 이후 방사성 동위원소를 식물과 동물의 생물학적 과정을 추적하는 표지자로 사용하는 방법을 개척하여 1943년 노벨 화학상을 수상했습니다. 드 헤베시는 처음에는 메달을 땅에 묻는 것을 제안했지만, 보어는 독일군이 메달을 찾기 위해 물리학 연구소 부지를 파헤칠 것이 분명했기에 이 아이디어를 즉시 거부했습니다. 이에 드 헤베시는 메달을 왕수에 녹이는 방법을 제안했습니다.
왕수는 질산과 염산이 결합된 물질이기 때문에 금을 녹일 수 있습니다. 질산과 염산 각각 단독으로는 금을 녹일 수 없습니다. 질산은 일반적으로 금을 산화시켜 금 이온을 생성하지만, 용액이 빠르게 포화되면 반응이 멈춥니다.
염산을 질산에 첨가하면 염화니트로실과 염소 기체가 생성되는데, 이 두 물질은 모두 휘발성이 있어 용액에서 수증기 형태로 증발합니다. 이러한 생성물이 많이 증발할수록 용액의 효능이 떨어지므로 왕수는 사용 직전에 제조해야 합니다. 금을 이 용액에 담그면 염화니트로실이 금을 산화시킵니다.
하지만 염산에 있는 염화 이온은 금 이온과 반응하여 염화금산을 생성합니다. 이렇게 되면 용액에서 금이 제거되어 용액이 포화되는 것을 막고 반응이 계속될 수 있게 됩니다.
막스 폰 라우에와 제임스 프랑크 - 나치를 속이기 위해 시신을 녹인 두 명의 노벨상 수상자. (이미지: 위키미디어 커먼즈)
하지만 이 방법은 효과적이었지만 과정이 매우 느렸습니다. 드 헤베시가 메달을 왕수에 담근 후 완전히 녹을 때까지 오랜 시간을 기다려야 했기 때문입니다. 그동안 독일군은 승리에 더욱 가까워졌습니다.
하지만 결국 금메달은 사라지고, 컵 안의 용액은 분홍색으로 변했다가 진한 주황색으로 바뀌었다.
작업이 끝나자 드 헤베시는 유리 비커를 실험실 선반 위에 올려놓고 다른 수십 개의 형형색색 화학 약품 비커들 사이에 숨겼습니다. 놀랍게도 그의 계략은 성공했습니다. 독일군은 물리학 연구소를 샅샅이 뒤졌지만, 드 헤베시의 선반 위에 놓인 주황색 액체가 담긴 비커는 전혀 눈치채지 못했습니다. 그들은 그것이 그저 무해한 화학 용액 중 하나라고 생각했습니다.
유대인이었던 조지 드 헤베시는 나치 점령 도시인 코펜하겐에 1943년까지 머물렀지만, 결국 스톡홀름으로 피난해야 했습니다. 스웨덴에 도착하자마자 그는 노벨 화학상 수상 소식을 접했습니다. 스웨덴의 노벨상 수상자인 한스 폰 오일러-첼핀의 도움으로 드 헤베시는 스톡홀름 대학교에 자리를 얻었고, 1961년까지 그곳에서 재직했습니다.
코펜하겐 연구실로 돌아온 드 헤베시는 노벨 메달이 녹아 있는 왕수 병이 자신이 놓아두었던 바로 그 자리, 선반 위에 온전한 채로 놓여 있는 것을 발견했습니다. 그는 염화철을 사용하여 용액에서 금을 추출했고, 이를 스웨덴의 노벨 재단에 전달했습니다. 재단은 그 금을 사용하여 프랑크와 폰 라우에의 메달을 다시 주조했습니다. 메달은 1952년 1월 31일 시카고 대학교에서 열린 기념식에서 원래 주인들에게 반환되었습니다.
금메달을 녹이는 것은 작은 행동이었지만, 조지 드 헤베시의 기발한 행동은 나치 독일과의 싸움에서 연합군의 최종 승리를 보장하고 유럽에서 파시즘이 붕괴되는 데 기여한 수많은 저항 행위 중 하나였습니다.
왕수가 금을 녹일 수 있는 유일한 화학 물질로 흔히 여겨지지만, 이는 완전히 정확한 사실은 아닙니다. 금을 녹일 수 있는 또 다른 원소가 있기 때문입니다. 바로 액체 금속인 수은입니다. 수은은 거의 모든 금속과 섞이면 금속의 결정 구조에 침투하여 아말감이라는 고체 또는 반죽 형태의 물질을 형성합니다.
이 공정은 광석에서 은과 금을 추출하고 정제하는 데에도 사용됩니다. 이 공정에서는 분쇄된 광석을 액체 수은과 혼합하여 광석 속의 금이나 은이 스며 나와 수은과 섞이게 합니다. 그런 다음 수은을 가열하여 증발시키면 순수한 금속만 남게 됩니다.
(출처: 뉴스 보도/todayifoundout)
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