염산 희석액의 다양한 색깔 변화

[홍광기]

염산 희석액의 다양한 색깔 변화



희석하여 농도가 낮춰진 염산에 지시약을 가하면, 염산 희석액은 그 농도에 따라 다양한 색깔 변화를 일으킨다.

주의
HCl을 사용할 때는 1회용 장갑을 착용한다.

준비물
기구 : 비커(100 mL) 14, 메스실린더(10 mL), 스포이트, 전자 저울
재료 : 메틸오렌지, 메틸바이올렛, HCl 200 mL(1.0 M)

과정
1. 1 M농도의 HCl 100 mL를 준비한 후, pH 0이라고 라벨을 붙인 「비커 0」에 붓는다.
2. 1 M 농도의 HCl 10 mL를 따라 내어, 100 mL로 희석하여 pH 1 이라고 라벨을 붙인 「비커 1」에 붓는다.
3. 「비커 1」로부터 0.1 M HCl 10 mL를 따라 내어, 100 mL로 희석하여, pH 2라고, 라벨을 붙인 「비커 2」에 붓는다.
4. 「비커 2」로부터 0.01 M HCl 10 mL를 따라 내어, 100 mL로 희석하여, pH 3이라고 라벨을 붙인 「비커 3」에 붓는다.
5. 계속하여 pH 4, pH 5의 비커도 준비한다.
6. 각 비커를 두 가지 샘플로 만든 후에 이를 짝을 지어 나누어 놓는다.
7. 각각 pH 한 세트에 메틸바이올렛을 몇 방울 떨어뜨린다.
8. 나머지 pH 세트에 각각 메틸오렌지 용액을 몇 방울 떨어뜨린다.
9. 각각의 지시약으로 알맞은 pH를 확인한다.

반응
1. 메틸바이올렛 용액을 넣었을 때의 색깔은 연두색→ 청록색→ 파란색→ 보라색 순으로 변한다.
2. 메틸오렌지의 경우는 pH 4까지 적색이다가 pH 4.2에서 짙은 오렌지색으로 변한다.

물음
1. 지시약은 무엇이며, 그것은 어떻게 반응하나?
2. 수소 이온의 농도는 무엇이며 각 비커 내의 pH 농도는 무엇인가?
3. 각 pH를 확인하는데 가장 좋은 지시약은 무엇인가?

풀이
1. 지시약이란 어떤 물질의 성질(pH)을 알아보기 위해 사용하는 약품이다.
지시약의 반응은 산도에 따라 그 색이 변하면서 나타난다. 각 지시약의 변색 범위는 종류마다
전부 다르다.
2. 수소 이온 농도란 용액 속에 들어 있는 수소 이온의 몰농도를 말하는 것으로,
용액 속에 들어 있는 수소의 몰농도를 [H+] 라 할 때 수소이온 지수 pH는
pH = -log[H+]
로 정의된다.
수소이온 농도는 보통 산성에서 7미만, 중성에서는 7, 염기성에서는 7보다 크게 나타난다.
3. pH를 알아보는 지시약에는 티몰블루, 메틸옐로우, 메틸오렌지, 메틸레드, 브롬티몰 블루, 페놀프탈레인, 리트머스 등이 있는데, 각 용액의 중화점에 따라서 가장 알맞은 지시약을 쓰면 된다.


도움말
1. 이 실험은 OHP위의 작은 비커 혹은, 플라스틱 컵에서 하면 좋다. 용액의 부피는 다 같아야 한다.
2. 메틸바이올렛의 색은 산도가 약해짐에 따라 연두색, 청록색, 파란색, 보라색 순으로 색이 변한다. 메틸오렌지는 pH 4 까지는 빨간색, pH 4.2 이상에서는 귤색이다.
3. 또 다른 기구나 약품을 사용해도 된다.
4. 메틸 바이올렛의 반응 색깔은 가장 많다. (4가지)

참고문헌
L.R. Summerlin, C.L. Borgford, and J.B. Ealy (1988) Chemical Demonstrations, Vol. 2, p. 177, American Chemical Society.










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