광물의 이용 5가지 쓰임새 정리 석영부터 흑연까지

스마트폰의 반도체, 시원한 유리컵, 글씨를 쓰는 연필심까지. 우리 생활은 사실 수많은 ‘광물’ 없이는 상상할 수 없습니다.

이처럼 광물은 단순한 돌멩이가 아니라, 각자의 고유한 성질을 바탕으로 우리에게 꼭 필요한 자원으로 활용됩니다.

즉, 광물의 성질이 그 쓰임새를 결정하는 것이죠.
오늘은 다양한 광물의 이용 사례를 살펴보고, 어떤 성질 때문에 그렇게 사용되는지 헷갈리기 쉬운 문제를 통해 명확히 알아보겠습니다.

📘 대표유형 문제

다음 중 광물과 그 이용 사례가 잘못 짝지어진 것은 무엇일까요?

1. 석영 – 반도체
2. 흑연 – 연필심
3. 방해석 – 시멘트 원료
4. 활석 – 드릴 날
5. 적철석 – 철의 원료

🔍 단계별 풀이

Step 1. 문제의 핵심 파악: 광물의 ‘성질’과 ‘이용’ 관계 이해하기

이 문제는 각 광물이 가진 고유한 성질(굳기, 화학 성분, 전기 전도성 등)과 그로 인한 쓰임새를 제대로 연결할 수 있는지를 묻고 있습니다.

즉, ‘왜 이 광물이 여기에 쓰일까?’를 생각하며 각 보기를 분석해야 합니다.

Step 2. 각 보기의 연결 관계 분석하기

각각의 광물과 이용 사례가 타당한지 그 성질을 바탕으로 살펴봅니다.

• ① 석영(SiO₂) – 반도체: 석영의 주성분인 규소(Si, 실리콘)는 반도체의 핵심 원료입니다. 따라서 석영은 반도체 산업에 필수적인 광물입니다. (올바른 연결)
• ② 흑연(C) – 연필심: 흑연은 매우 무르고, 종이에 긁으면 검은 가루(조흔색)가 묻어 나옵니다. 이 성질을 이용하여 글씨를 쓰는 연필심을 만듭니다. (올바른 연결)
• ③ 방해석(CaCO₃) – 시멘트 원료: 방해석이 주성분인 암석 ‘석회암’은 가열하여 시멘트를 만드는 데 사용됩니다. 시멘트는 건설에 필수적인 재료입니다. (올바른 연결)
• ④ 활석(?) – 드릴 날: 드릴 날은 매우 단단한 물질을 뚫어야 하므로, 당연히 굳기가 매우 높아야 합니다. 하지만 활석은 모스 굳기 1로, 손톱으로도 긁힐 만큼 가장 무른 광물입니다. 따라서 드릴 날의 재료로 전혀 적합하지 않습니다. (잘못된 연결)
• ⑤ 적철석(Fe₂O₃) – 철의 원료: 적철석은 이름에서 알 수 있듯 철(Fe) 성분을 많이 포함하고 있어, 용광로에서 철을 제련하는 데 사용되는 중요한 철광석입니다. (올바른 연결)

Step 3. 오답의 함정 파악하기 (활석 vs 금강석)

보기 ④번이 왜 틀렸는지 명확히 이해하는 것이 중요합니다.

• 활석(Talc): 모스 굳기 1의 가장 무른 광물로, 가루로 만들어 베이비 파우더나 화장품 원료로 사용됩니다.
• 드릴 날 재료: 단단한 암석 등을 뚫기 위해 보통 공업용 다이아몬드, 즉 금강석(Diamond)을 사용합니다. 금강석은 모스 굳기 10으로 가장 단단한 광물입니다.

이처럼 활석과 드릴 날은 ‘무름’과 ‘단단함’이라는 정반대의 성질을 가지고 있어 절대로 함께 쓰일 수 없는 조합입니다.

✅ 정답

정답: ④ 활석은 가장 무른 광물이므로, 매우 단단해야 하는 드릴 날의 재료로 사용될 수 없습니다. 드릴 날에는 주로 가장 단단한 광물인 금강석이 사용됩니다.

🧠 개념 정리 – 주요 광물 자원과 이용 사례

광물	주요 성질	주요 이용 사례
석영	굳기가 7로 단단함, 주성분이 규소(Si)	유리, 반도체, 시계 (압전 효과)
흑연	굳기가 1~2로 무름, 전기가 통함	연필심, 건전지 전극, 샤프심
방해석	염산과 반응하여 거품 발생, 굳기 3	시멘트 원료, 제지, 비료
활석	굳기가 1로 가장 무름, 감촉이 부드러움	베이비 파우더, 화장품(파우더), 종이
금강석	굳기가 10으로 가장 단단함, 빛 분산이 큼	보석(다이아몬드), 드릴 날, 유리칼, 연마재
적철석	철(Fe) 성분 함유, 붉은 조흔색	철의 원료 (제철 산업), 붉은색 안료

❌ 오개념 정리

• “모든 광물은 단단한 돌이다” ❌ → 활석이나 흑연처럼 매우 무른 광물도 있으며, 이 무른 성질 덕분에 파우더나 연필심으로 사용됩니다.
• “흑연과 다이아몬드는 완전히 다른 물질이다” ❌ → 둘 다 탄소(C)라는 동일한 원소로 이루어진 ‘동소체’입니다. 원자의 배열 구조가 달라 흑연은 무르고, 다이아몬드는 단단한 극과 극의 성질을 가집니다.
• “석회암이 시멘트 원료다” ⭕️ → 이는 맞는 말이지만, 더 정확히는 석회암(암석)의 주성분인 ‘방해석(광물)’이 핵심 원료입니다.

🌍 일상 속 더 많은 광물의 이용

• 형석(Fluorite): 렌즈나 망원경의 재료, 그리고 치약에 첨가되어 충치를 예방하는 불소 성분의 원료가 됩니다.
• 장석(Feldspar): 유리나 도자기를 만들 때 원료로 사용되어 녹는점을 낮추고 제품을 단단하게 만듭니다.
• 고령토(Kaolinite): 입자가 곱고 구우면 흰색을 띠어 고급 도자기(사기그릇)의 주원료로 쓰입니다.

📚 더 깊이 알아보기: 광물 자원의 중요성

광물 자원은 한 번 사용하면 재생되지 않는 유한한 자원(비재생 자원)입니다. 오늘날 우리가 누리는 첨단 기술과 산업은 모두 특정 광물 자원에 의존하고 있습니다. 예를 들어, 스마트폰 한 대에는 규소(석영), 리튬, 코발트, 금 등 수십 종의 광물이 들어갑니다. 따라서 광물 자원의 안정적인 확보는 국가 경쟁력에 매우 중요하며, 자원을 아껴 쓰고 재활용하는 노력이 필수적입니다.

🧪 과학 수업에서는 이렇게 다룹니다

학교에서는 “이 광물은 어떤 성질 때문에 여기에 쓰일까?”라는 질문을 통해 학생들이 성질과 이용을 연결 짓도록 유도합니다.

예를 들어, 다리미나 전기난로의 열선 받침대는 열에 강하고 전기가 통하지 않는 ‘운모’를 사용한다는 사실을 통해, 광물의 내열성과 절연성이 실생활에 어떻게 적용되는지 가르칩니다.

💡 작은 팁: 성질-쓰임새 연결고리 만들기

• 단단함 (굳기) → 깎고, 뚫고, 자르는 곳 (금강석: 드릴, 유리칼)
• 무름 (굳기) → 가루 내거나, 흔적을 남기는 곳 (활석: 파우더, 흑연: 연필)
• 화학 성분 → 특정 물질을 만드는 원료 (석영: 규소→반도체, 방해석: 탄산칼슘→시멘트)