주기율표 26번 철(Fe)

강하지만 약해서, 그래서 더 강해진 금속

철(Fe)은 너무 익숙해서 흔하다고 느껴집니다.

자동차, 건물, 다리, 기차, 공구, 못, 나사….

우리가 ‘금속’이라고 할 때 떠올리는 대다수는 사실 철입니다.

지구에서 가장 많이 사용되고, 가장 많이 보이는 금속도 철이죠.

 

그런데 철은 특이한 금속입니다.

단단한 금속의 대표지만, 정작 약합니다.

녹슬고, 부식되고, 혼자서는 금방 무너지는 금속.

 

그런데 아이러니하게도, 그 “약함” 때문에

철은 인류 역사에서 가장 강력한 금속이 되었습니다.

지금부터, “강인하지만 혼자일 때 약한 금속 철”의 이야기를 시작합니다.

목차

• 지구는'철의 행성'
• 가공해서 강해지는 금속
• 생명의 금속
• 철의 위험성

썸네일

주기율표 26번 철(Fe)

지구는 ‘철의 행성’입니다

지구 중심부는 대부분 철 + 니켈로 이루어져 있다고 알려져 있습니다.

지구의 자기장(나침반이 지시하는 방향)을 만들어내는 것도

지구 내부에서 철이 움직이면서 생기는 전류 덕분이죠.

 

즉, 철은 단순히 산업의 재료가 아니라

지구의 방패 역할을 하는 금속이기도 합니다.

우리가 숨 쉬고 살 수 있는 이유에도 철이 숨어 있습니다.

 

철은 단단하지만, 심각한 약점이 있습니다

철의 가장 큰 약점은 녹(부식) 입니다.

물과 산소, 염분에 노출되면

철은 빠르게 산화되어 붉은 녹(Fe₂O₃)이 생깁니다.

 

이 녹은 금속을 보호하지 않고

오히려 쉽게 벗겨지고 금속 내부까지 약하게 합니다.

 

환경에는 아주 약한 금속입니다.

철은 강하지만, 물과 공기 앞에서는 무력한 금속입니다.

 

그래서 철은 혼자 사용되지 않습니다 (강철의 탄생)

철을 강철(steel)로 만들기 위해서는

다른 원소와 함께 있어야 합니다.

 

대표적인 조합이 바로 탄소(C)입니다.

철에 탄소를 0.1~1% 가량 섞으면

강도, 내마모성, 경도가 극적으로 향상됩니다.

철은 가공해서 강해지는 금속

철의 또 하나의 중요한 특성은

열처리(Heat Treatment) 로 성질을 바꿀 수 있다는 점입니다.

 

이 말은, 철은 하나의 금속이 여러 금속으로 변할 수 있는 금속이라는 뜻입니다.

동일한 화학 원소라도 가공 방식에 따라

성격이 달라지고 용도가 완전히 달라지죠.

 

그래서 철은 산업의 맞춤형 금속이 되었습니다.

필요에 따라 성격을 바꾸는 금속, 그것이 철입니다.

 

우리 몸속에서도 철은 ‘생명의 금속’

철은 산업에서뿐 아니라 인체에서도 가장 중요한 금속 중 하나입니다.

우리 피가 빨간 이유가 바로 철 때문입니다.

 

헤모글로빈(Hemoglobin) 안에 있는 철이

산소와 결합했다가, 세포로 산소를 전달합니다.

 

철 부족하면?

• 빈혈

• 집중력 저하

• 피로감

• 호흡 곤란

 

철 과다하면?

• 간 손상

• 산화 스트레스 증가

• 혈액 점도 증가

 

즉, 철은 몸에도 적당히 필요한 금속입니다.

 

너무 부족해도 문제이고,

너무 많아도 위험한 금속입니다.

 

"철" 요점정리

특징	설명
지구 핵 구성	자기장을 만들어 생명 보호
산업 핵심 금속	강철 스테인리스 등
녹에 약함	혼자 존재하면 빠르게 부식
가공성 뛰어남	열처리로 성질 변화
인체 필수 금속	헤모글로빈·산소 운반
자성 금속	모터·전자기기 핵심
핵심 문장	철은 강하지만, 약해서 더 강해진 금속입니 다.

철의 위험성: 녹은 생각보다 더 위험합니다

철 자체는 비교적 안전합니다.

그러나 철이 녹슬면 녹 입자가 폐·혈액에 들어갈 수 있습니다.

 

• 녹 난 물컵 사용 금지

• 녹 난 보일러·파이프 문제

• 녹 난 물탱크는 세균 번식 위험 증가

 

특히 오래된 선박, 건물 구조물은

녹으로 인해 붕괴할 위험이 커지므로

해양 산업과 건설 산업에서는

철보다 녹을 관리하는 것이 더 중요합니다.

 

철의 진짜 적은 ‘무기’가 아니라,

물과 공기입니다.

 

자석 이야기도 빼놓을 수 없습니다

우리가 아는 ‘자석에 붙는 금속’ 하면 가장 먼저 떠오르는 게 철이죠.

철은 강자성체(Ferromagnetic) 로 분류되는데

외부 자기장 없이도 자성을 유지할 수 있는 금속입니다.

 

자석에 붙는 금속은 왜 철뿐일까?

니켈(Ni), 코발트(Co)도 자성을 유지하지만,

철이 가장 흔하고 강하므로 자석의 상징이 된 것입니다.

• 하드디스크

• 모터

• MRI 자기장

• 스피커 자석

이 모든 기술의 핵심 금속이 바로 철입니다.

 

다음 편 예고 —

코발트(Co): 작은 양으로 강자성을 지배하는 금속