이 실험 소개
완충 시료를 준비하고 지시약을 선택한 다음 3차원 스포이드로 넣으세요. pH 범위에 따라 리트머스, 페놀프탈레인, 브로모티몰 블루, 만능 지시약을 비교하세요. 시료 pH는 고정되어 있으므로 시약으로 인해 발생하는 변화가 아니라 지시약의 반응을 따로 살펴볼 수 있습니다.
학습 목표
- pH와 수소 이온 및 수산화 이온 농도의 관계를 알아보세요.
- 색이 변하는 지점을 찾고, 이를 정확한 pH 측정과 구별하세요.
- 서로 다른 지시약이 제공하는 정보를 비교하세요.
사용 방법
- 1산성 시료를 준비하고 리트머스 용액을 한 방울 넣으세요. 염기성 시료와 비교하세요.
- 2페놀프탈레인을 선택하고 pH를 9 부근에서 바꾸면서 새 용액 한 방울을 넣은 뒤 색 변화를 관찰하세요.
- 3중성 pH 부근에서 브로모티몰 블루로 같은 과정을 반복하세요.
- 4범위 전체에 걸쳐 만능 지시약을 사용한 다음, 시료의 pH와 농도, 방울 수를 기록하세요.
모델
가정
- 이 시료는 이상적인 완충 용액이며, 지시약을 최대 다섯 방울 넣어도 pH가 변하지 않습니다. 물의 Kw는 10⁻¹⁴로 고정되어 있습니다.
- 유효 변색 범위의 pKa 값은 리트머스 대체 지시약이 6.5, 페놀프탈레인이 9.3, 브로모티몰 블루가 7.1입니다. 리트머스는 실제로 혼합물이므로 단일 pKa로 취급하는 것은 설명을 위한 것입니다.
- 표시되는 색과 불투명도는 정성적인 혼합이며, 보정된 스펙트럼이 아닙니다. 만능 지시약은 구간별 색상 팔레트를 사용하며 단일한 산-염기 분율이 없습니다. 새로운 pH나 지시약을 선택하면 염료가 첨가되지 않은 새 시료가 준비됩니다.
수업에서 해 보기
- Q1같은 색이 둘 이상의 pH에 해당할 수 있는 이유는 무엇인가요?
- Q2pH가 1단위 변하면 농도가 10배 변하는 이유는 무엇인가요?
자주 묻는 질문
지시약을 더 넣으면 시료의 pH가 변하나요?
이 모델에서는 변하지 않습니다. 완충 작용이 색 반응에 영향을 주지 않는다고 가정합니다.
표시된 색을 실제 카메라나 지시약 용액의 보정에 사용할 수 있나요?
아니요. 색은 측정된 흡수 스펙트럼이 아니라 예시용 팔레트와 브라우저 렌더링을 기반으로 합니다.