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pH 또는 산-염기 지시약은 수용액에 담그거나 희석할 때 용액의 pH에 따라 색이 변하는 화합물입니다 . 가시적인 색상 변화를 일으키기 위해서는 소량의 지시약 시약이 필요합니다. pH 지시약은 희석된 형태로 사용되는 경우 용액의 산도 또는 알칼리도를 크게 변화시키지 않습니다.
지시약 시약은 용액의 물과 반응하여 하이드로늄 이온(H 3 O + ) 또는 수소 양이온(H + )을 형성하고 그 구조를 변형하여 색상 변화를 수반합니다.
일부 표시 시약은 색상이 변하고 다른 표시 시약은 무색과 특정 색상 사이를 전환합니다. pH 지시약은 일반적으로 약산 또는 약염기이며, 그 중 다수는 자연 발생 화합물입니다. 이것은 꽃, 과일 및 채소에서 발견되는 안토시아닌의 경우입니다. 붉은 양배추 또는 붉은 양배추, 장미 꽃잎, 블루 베리, 대황 줄기, 수국 및 양귀비 꽃에도 이러한 시약이 있습니다. 리트머스는 특정 지의류에서 생성되는 자연 지표 시약의 또 다른 예입니다.
약산인 일반식 HIn을 갖는 지표 시약은 다음 화학 반응식에 따라 수용액에서 반응합니다.
HIn(aq) + H2O ( l) ⇆ H3O + ( aq ) + In – (aq)
용액의 pH가 낮을 때 더 많은 양성자(H + )를 사용할 수 있으므로 하이드로늄 이온의 농도가 높아 반응의 평형이 왼쪽으로 이동하고 HIn 화합물의 형성에 유리합니다. 따라서 용액은 HIn 지시약 시약의 색상을 띠게 됩니다. 반대로, 용액의 pH가 높으면 이용 가능한 양성자(H + ) 가 더 적기 때문에 하이드로늄 이온의 농도가 낮아집니다. 방정식의 평형은 오른쪽으로 이동하고 솔루션은 켤레 염기 In – 의 색상을 취합니다 .
pH 지시약 시약 외에도 화학에서 사용되는 두 가지 다른 유형의 지시약이 있습니다. 다음과 같습니다.
- 산화 및 환원 반응이 일어날 가능성을 평가하는 데 사용되는 산화환원 전위 지시약 .
- 금속 양이온 착화 반응을 정량화하는 데 사용되는 착화 지표 .
pH 지시약 시약의 예
- 메틸 레드는 4.4에서 6.2 사이의 pH 값을 평가하는 데 사용되는 지시약 입니다 . 용액의 pH가 4.4 미만이면 용액의 색은 빨간색입니다. 6.2보다 크면 색상은 노란색입니다. 4.4와 6.2 사이의 pH 값은 용액에서 주황색을 생성합니다.
- Bromocresol Green은 3.8에서 5.4 사이의 pH 값을 평가하는 데 사용되는 지시약 입니다 . 용액의 색은 용액의 pH가 3.8 미만이면 노란색이고 pH가 5.4보다 크면 파란색입니다. 중간 pH 값은 용액의 색을 녹색으로 만듭니다.
범용 지시약
pH 지시약 시약은 다양한 범위에서 색상을 변경합니다. 그것들을 결합하면 각각이 제거하는 것보다 더 넓은 범위에서 용액의 pH를 평가할 수 있습니다.
범용 지시약에는 티몰 블루, 메틸 레드, 브로모티몰 블루 및 페놀프탈레인이 포함되어 있습니다. 이 조합은 pH를 3 미만(빨간색)에서 11 이상(보라색) 범위로 평가할 수 있습니다. 중간 색상은 주황색에서 노란색(pH 3-6), 녹색(pH 7 또는 중성) 및 파란색(pH 8-11)입니다.
pH 지시약의 용도
pH 지시약은 용액의 대략적인 pH 값을 신속하게 얻기 위해 사용됩니다. 정확한 측정을 위해서는 pH 미터를 사용해야 합니다. 예를 들어, 원하는 pH에 도달했음을 나타내는 산-염기 반응의 적정에 사용됩니다.