백금(Platinum, Pt)의 성질과 이용

• 원자번호：78
• 족：6주기 10족, 전이원소
• 원자량：195.084
• 밀도：21.45 g/cm^-3
• 각 전자궤도의 전자 수：2, 8, 18, 32, 17, 1
• mp：1,768℃ /   bp：3,825℃

무겁고 단단하며 은백색의 광택을 가진 백금(白金)은 금과 마찬가지로 값비싼 귀금속으로 전 세계의 시장에서 활발히 거래된다. 백금은 연성과 전성이 우수하며 고온에서도 부식되지 않으므로 보석으로 이용된다.

백금을 포함하고 있는 광석에는 다른 백금족 원소들도 혼합되어 있다. 그러나 백금은 산소와 잘 화합하지 않으므로 순순한 상태로 자연계에 존재하기도 한다. 세계적으로 해마다 산출되는 백금의 양은 겨우 몇 백 톤에 불과하다. 최대 산지는 남아프리카와 러시아의 우랄산맥이다.

백금 원소는 영국의 화학자 우드(Charles Wood 1702-1774)가 1741년에 처음 발견했다. 백금의 영어 이름인 platinum은 스페인어로 은(銀)을 의미하는 platina 에서 온 것이다.

오늘날 백금이 가장 중요하게 쓰이는 곳은 정유공장, 화학공장, 치과 재료, 전자산업, 귀금속, 그리고 근래에 와서 자동차 제조 산업이다. 정유공장이나 화학공장 등 화학 산업에서는 백금을 온갖 화학반응의 촉매로 사용한다.

일찍이 독일의 오스트발트(Friedrich Wilhelm Ostwalt 1853-1932)는 백금을 촉매로 하여 암모니아를 질산으로 만들었다(1902년에 특허를 얻은 ‘오스트발트법). 오늘날 우주선에서 사용하는 연료전지(수소와 산소를 이용하여 전기와 물을 생산)에서도 백금을 촉매제로 이용한다.

자동차 엔진 속의 컨버터(catalytic converter)에 있는 백금은 연소가 덜 된 상태로 배출되는 일산화탄소를 물과 이산화탄소로 바꾸어주는 촉매작용을 한다. 독일의 물리학자 어틀(Gerhard Ertl 1936- )은 일산화탄소를 이산화탄소로 바꾸는 백금의 촉매 기능을 규명하여 2007년 노벨 화학상을 수상했다.

백금과 코발트를 약 3：1로 합금한 것은 강력한 영구자석으로 이용된다. 백금은 화학적으로 안정하여 염산이나 질산에도 녹지 않는다. 그러나 왕수(王水)를 만나면 녹아 육염화백금산(H₂PtCl₆)이 된다. 화학적으로 안정한 He, Ne, Ar 등의 핼러젠(할로겐) 원소를 ‘희유가스’라 하듯이, 백금족 원소들은 ‘희유금속’(noble metal)이라 불리기도 한다. 몸속에 넣는 인공심장박동기의 전극은 인체에 영향을 주지 않는 백금으로 만든다.