지시약의 하나인 pH 용지.
1. 개요
지시약(指示藥, Indicator)은 특정 물질의 함유 여부를 색 또는 앙금으로써 보여 주는 물질을 이른다. 흔히 지시약이라고 한다면, 옥소늄 이온(H3O+)이나 하이드록시 이온(OH-)의 양에 따라 좌우되는 산 및 염기를 감별하는 것을 일컫는다.널리 알려진 지시약으로는 리트머스가 있으며, 이외에도 여러 지시약이 존재한다. 지시약을 종이에 적셔 말린 것을 검사지라고 하며, 검사지로도 이 문서로 올 수 있다.
2. 지시약의 종류
2.1. pH[1]
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| 지시약 | ||||||
| 페놀프탈레인 | ||||||
| <colbgcolor=#fff> 다홍색 pH < 0 | 무색 0 < pH < 8.2 | <colbgcolor=#fff> 자주색 8.2 < pH < 12 | 무색 12 < pH | |||
| BTB | ||||||
| 노란색 pH < 6.0 | 녹색 6.0 < pH < 7.6 | 청람색 7.6 < pH | ||||
| 메틸오렌지 | ||||||
| 적색 pH < 3.1 | 주황색 3.1 < pH < 4.4 | 노란색 4.4 < pH | ||||
| 리트머스 | ||||||
| 적색 pH < 4.5 | 흑자색 4.5 < pH < 8.3 | 청색 8.3 < pH | ||||
| 안토시아닌 · 페놀 레드 | ||||||
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모두 약산으로, 양성자가 떨어지거나 붙으면 분자 구조나 컨주게이션계의 길이가 변화하여 색이 따라서 변하는 물질이다.
참고로 아래에는 산염기지시약과 산화환원지시약이 섞여서 기재되어 있다. 이점에 유의해서 읽기 바란다.
- 골든로드: 노란색 ↔ 붉은색(pH 7.2). 미역취라는 식물에서 색소를 추출해 만드는 지시약으로, 소위 지시약 단풍이라는 실험을 할 때 쓰이는 골든로드페이퍼가 바로 이것을 함유한 종이이다.
- 나프톨프탈레인: 엷은 붉은색(pH 7.3) ↔ 청록색(pH 8.7)
- 뉴트럴 레드: 붉은색(pH 6.8) ↔ 노란색(pH 8.0)
- 리트머스: 포도주색(pH 4.5) ↔ 남색(pH 8.3). 리트머스와 비슷하지만 색깔별로 더 세세한 pH를 측정할 수 있는 종이도 존재한다.
- 말라카이트 그린: 노란색(pH 0) ↔ 녹색 ↔ 무색(pH 11.6)
- 메틸 레드: 붉은색(pH 4.4) ↔ 노란색(pH 6.2)
- 메틸 옐로: 붉은색(pH 2.9) ↔ 노란색(pH 4)
- 메틸 오렌지: 붉은색(pH 3.1) ↔ 노란색(pH 4.4)
- 메틸 바이올렛: 노란색(pH 0.1) ↔ 보라색(pH 2.7)
- 브로모크레솔 그린: 노란색(pH 3.8) ↔ 남색(pH 5.4)
- 브로모크레솔 퍼플: 노란색(pH 5.2) ↔ 보라색(pH 6.8)
- 브로모티몰 블루(Bromothymol Blue, BTB): 노란색(pH 6) ↔ 남색(pH 7.6)
- 브로모페놀 블루: 노란색(pH 3) ↔ 보라색(pH 4.6)
- 안토시아닌: 붉은색(pH 0) ↔ 보라색 ↔ 노란색 (pH 14). 자주색 양배추로 만드는 지시약에서 지시약 성분이 이것. 다양한 식물에 들어 있는 천연 지시약이다.
- 알리자린 레드: 노란색(pH 10.2) ↔ 붉은색(pH 12)
- 콩고 레드: 보라색(pH 3) ↔ 붉은색(pH 5)
- 크레솔 레드: 노란색(pH 7.2) ↔ 자주색(pH 8.8)
- 클로로페놀 레드: 주황색(pH 4.8) ↔ 붉은색(pH 6.4)
- 티몰 블루: 붉은색(pH 1.2) ↔ 노란색 ↔ 남색(pH 9.6)
- 티몰프탈레인: 무색(pH 9.3) ↔ 남색(pH 10.5). 학교에서 색깔이 사라지는 펜을 만들어 편지 쓰는 실험을 할 때 써봤을 것이다.
- 페놀 레드: 노란색(pH 6.4) ↔ 붉은색(pH 8). 불륜 시약이라고 불륜 여부를 확인할 수 있다는 엉터리 물건의 정체가 이것이었다.
- 페놀프탈레인: 붉은색(pH 0) ↔ 무색 ↔ 자주색(pH 8.2) ↔ 무색(pH 12). 문서에 들어가 보면 더 자세히 알 수 있겠지만, 보편적으로 알려진 무색과 자주색 외에도 한가지 색을 더 낼 수 있다.
- 천연 지시약: 레드비트, 검은콩, 포도, 자두, 붓꽃, 위에 안토시아닌 설명에 있는 적양배추로도 천연 지시약을 만들 수 있다.
2.2. 지방
- 수단(Ⅲ): 대부분의 지방과 반응하여 선홍색을 띤다. 근데 수단(Ⅲ) 자체는 붉은색이라 별 차이는 없다. 원래 수단(III)는 짙은 핏빛이라 구분이 쉬운 편이지만 유독 국내 교재상에서 들어오는 수단(III)는 구분이 어렵게 되어 있다.[2]
- 종이: 대부분의 지방과 반응하여 색이 투명해진다.
- 에탄올: 지방 용액과 섞고 흔들면 색이 변한다.
2.3. 단백질
- 디아조벤젠술폰산: 히스티딘과 반응하여 붉은색을 띤다(파울리 반응).
- 뷰렛 용액: 5% 수산화 나트륨 수용액과 1% 황산구리 수용액을 섞은 것. 대부분의 단백질과 반응하여 보라색을 띤다.
2.4. 탄수화물
- 아이오딘화 칼륨: 녹말과 반응하여 청자색을 띤다. 흔히 말하는 포비돈.
- 베네딕트 용액: 포도당, 과당과 반응하여 노란색을 띤다. 다만 반응이 느리기 때문에 반드시 가열해야 한다.
- 질산은암모늄: 포도당, 과당과 반응하여 표면에 은박을 생성한다(은거울 반응).
2.5. 금속
- 글리신: 구리와 반응하여 푸른색을 띠며, 금과 반응하여 보라색을 띤다.
- 아이오딘화 칼륨: 납(Ⅱ) 이온(Pb2+)과 반응하여 노란색의 앙금(아이오딘화납(Ⅱ))을 생성한다.
- 다이메틸글리옥심: 니켈과 반응하여 빨간색 착물, 팔라듐과 노란색 착물을 만든다.
- 소금물: 은 이온(Ag+)과 반응하여 흰색 앙금(염화은)을 생성한다. 앙금 실험의 대표주자.
2.6. 기타
- 그람: 세균이 여기에 반응하여 보라색으로 착색되느냐에 따라 그람양성균과 그람음성균으로 나뉜다.
- 루미놀: 헤모글로빈과 반응하여 형광을 낸다.
- 수산화 칼슘, 염화 칼슘: 탄산 이온(CO32-)과 반응하여 흰색 앙금(탄산칼슘)을 생성한다.
- 임신테스트기: 임신 중에 생성되는 호르몬인 hCG와 반응하여 색이 변한다.
- 신속항원키트: SARS-CoV-2 등의 바이러스 입자와 반응하여 색이 변한다.
- 질산은: 염화 이온(Cl-)과 반응하여 흰색 앙금(염화은)을, 탄산 이온(CO32-) 및 브로민화 이온(Br-)과 반응하여 노란색 앙금(탄산은, 브롬화은)을, 아이오딘화 이온(I-)과 반응하여 회색 앙금(아이오딘화은)을 생성한다.
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/PH_indicator 항목을 참고함.[2] 이로 인해 실험시에는 대조군을 같이(주로 물)넣기도 한다.