*산(Acid)
- 수용액에서 이온화하여 '수소 이온'을 내놓는 물질이며, 대부분 신맛이 난다. 산이 가지고 있는 공통적인 성질을 '산성'이라고 한다.
*염기(Base)
- 수용액에서 이온화하여 '수손화 이온'을 내놓는 물질이며, 대부분 쓴맛이 난다. 염기가 가지고 있는 성질을 '염기성'이라고 한다.
*수용액
- 어떤 물질을 물에 녹인 용액을 말한다.
*pH(Potential of Hydrogen - 수소 이온 농도 지수)
- 수용액 속에 들어 있는 수소 이온의 농도를 0~14 범위의 숫자로 나타낸 것이다. 수소 이온의 농도를 계산한 뒤 그 역수를 나타내기 때문에 숫자가 작을수록 수소 이온의 농도가 높다는 것을 의미한다. 수소 이온의 농도가 높다 = 산의 성질이 강하다.
- pH < 7 : 산성(Acid)
- pH = 7 : 중성(Neutral)
- pH > 7 : 염기성(Base)
이미지 출처 : 학습백과 Zum
1. 지시약과 리트머스 종이 원리 알아보기
가. 지시약(indicator)이란?
- 지시약은 용액이 가지고 있는 성질에 따라 색깔이 변하는 물질이다.
나. 지시약의 종류
- 리트머스 종이, 페놀프탈레인 용액, 메틸 오렌지 용액, BTB 용액, 붉은색 양배추 용액
다. 지시약의 종류에 따라 다양한 변색 범위가 나오는 까닭은?
물질은 pH따라 존재하는 형태가 달라진다. 각 물질들의 이온화 상수인 pK 보다 낮은 pH에서는 수소 이온과 완전히 결합한 분자형으로, pK 보다 낮은 pH에서는 수소이온을 내주는 이온형으로 존재한다.
이때 분자형과 이온형의 구조가 달라서 빛을 반사하는 형태가 달라지고, 따라서 색도 다르게 보인다.
라. 리트머스 종이 탐구하기
- 리트머스는 식물
- 리트머스는 공생식물의 하나인 리첸(lichen)에서 추출한 수용성 염료 혼합물을 말한다. 리트머스 종이(litmus paper)는 그 염료를 거름 종이에 흡수시켜서 말린 것이다.
마. 리트머스 종이의 원리를 정리
- 리트머스 종이 염료는 리트머스이끼 등에서 얻은 색소의 하나로 보라색의 비결정형 분말로 주성분은 알칼리와 결합한 아졸리트민 및 에리들로리트민이다. 각종 지의류, 특히 리트머스 이끼를 분쇄하여 암모니아수로 축축하게 한 다음, 탄산칼슘이나 탄산나트륨으로 처리하여 발효시켜 만들게 된다. 보라색의 비결정형 분말로 주성분은 알칼리와 결합한 아졸리트민 및 에리들로리트민이며, 물과 알코올에 녹게된다.
산에 의해 적색, 알칼리에 의해 청색으로 변색하므로 산, 염기 지시약으로 사용된다.
바. 지시약과 리트머스 종이의 차이점은?
지시약 종이는 발색단을 포함하고 있는 여러 종류의 지시약 혼합물을 종이에 흡수시켜 말린 것이다. 종이의 성능은 색 변화를 구별해 낼 수 있는 우리 눈의 정확도에 의존한다는 한계가 있다. 그러나 정확도가 문제가 크게 되지 않는다면 만능지시약 종이는 pH를 파악하는데 아주 편리하게 사용할 수 있다.
2. 천연 지시약 만들기
가. 가열하거나 으깨서 만들기
지시약으로 사용할 천연 재료(검은콩, 붉은 양배추, 비트 등)를 선택하여 지시약 용액 만들기 --> 페트리 접시에 지시약 용액을 담고, 거름종이를 담그기 --> 거름종이를 건져 헤어드라이기로 말리기 --> 말린 거름종이를 일정한 크기로 자르기
나. 알코올로 지시약 만들기
다. 색소를 이용하여 산과 염기에 반응 시킨 후 결과 관찰
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