[과학] 프리스틀리의 공기

조지프 프리스틀리는 1733년 3월, 조셉이 아직 어렸을 때 사망한 가난한 옷감 수선공의 아들로 태어났다. 집안이 너무 가난해서 조셉은 친척 집에 보내져 살아야 했다. 자기 힘으로 일어선 그는 지역 학교에서 라틴어, 물리학, 철학을 배웠고 이후 무신론 목사가 되었다. 그 이전의 아이작 뉴턴처럼 삼위일체 사상이 말도 안 된다고 믿게 된 그는 유니테리언이라는 종파에 가입했다.

 

프리스틀리는 곧 실험에 대한 열정을 키웠고 그의 주요 관심사 중 하나는 기체, 즉 그가 공기라고 부르는 것이었다. 수천 년 동안 공기는 깨지지 않는 단일 물질로 여겨졌지만, 프리스틀리가 활동할 무렵 사람들은 공기가 매우 다른 성질을 가진 다양한 물질이라는 사실을 깨닫기 시작했다. 프리스틀리는 리즈의 한 양조장 옆에서 살면서 공기에 대한 실험을 시작했다. 그가 특히 관심을 가졌던 것은 발효 과정에서 생성되는 공기, 즉 현재 우리가 이산화탄소로 알고 있는, 이른바 '고정 공기' 또는 메피틱 공기였다. 이 고정 공기는 발효 알코올 위에 두꺼운 층으로 형성되어 쉽게 포집할 수 있었다. 프리스틀리는 공기 중에 담근 양초가 금방 꺼지는 것을 발견했다. 그는 또한 고정된 공기를 물에 녹이면 기분 좋은 탄산음료가 만들어지는 것을 발견했다. 그는 이 음료를 '메피틱 줄렙'이라고 명명하고 장거리 항해에서 괴혈병 치료제로 사용할 수 있기를 바라며 영국 해군에 제조법을 제공했다. 사실, 그는 오늘날 소다수로 더 잘 알려진 것을 발명했다. 메피틱 쥴렙은 그의 재산이 될 수도 있었지만, 그는 그 잠재력을 보지 못했고, 스위스 시계 제작자인 요한 야곱 슈베페에게 이 발견을 활용할 수 있도록 맡겼다. 종교심이 깊었던 프리스틀리는 자신도 모르게 청량음료 산업의 아버지가 되어 있었다.

 

프리스틀리가 가스 실험에 사용한 장비, 1775년

 

1774년 8월, 프리스틀리의 또 다른 중요한 발견이 있었다. 그는 수은(현재 수은산화물로 알려진)의 붉은 화염을 강하게 가열하면 특이한 성질을 가진 공기가 생성된다는 사실을 발견했다. 또한 이 공기 속에 촛불을 넣으면 촛불이 매우 강렬하게 타면서 불꽃이 빠르게 커지고 더 밝고 뜨거워진다는 사실에 주목했다. 나중에 그는 자신과 쥐를 대상으로 이 가스를 테스트했다. 그는 공기를 들이마시면 기분이 상쾌해지고 활력이 생긴다는 것을 발견했다. 그는 이 '순수한 공기'가 유행하는 사치품이 될 수 있을지 궁금해했다. 그것이 무엇이든 간에 프리스틀리 자신도 이것이 놀라운 물질인지 확신하지 못했다. 프리스틀리는 이 물질에 '탈취 공기'라는 다소 거추장스러운 이름을 붙였지만, 산소를 발견한 것이 아니라 산소를 재발견한 것이었다. 프리스틀리가 상상했던 건강 치료제는 아니었지만, 수은 산화물에서 생성된 기체에는 독성 수은이 다량 함유되어 있어서 건강에 해로울 수 있는 공기였을 것이다.

 

이 중대한 발견을 한 지 3개월 후 프리스틀리는 후원자인 셸본 백작의 여행 동반자로서 파리로 불운한 여행을 떠났다. 파리에서 그는 다사다난한 만찬에 초대받았다.