지시약

지시약 (指示藥, Indicator)은 화학 반응에서 용액의 pH 변화 또는 특정 화학종의 존재 여부를 눈으로 쉽게 확인할 수 있도록 첨가하는 물질이다. 일반적으로 용액의 pH에 따라 특정한 색깔 변화를 나타내는 약한 산 또는 약한 염기성 유기 화합물이 사용된다. 지시약의 색 변화는 용액의 산성도 또는 염기도를 대략적으로 알려주는 역할을 하며, 적정 실험 등에서 종점을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.

작동 원리

지시약은 주로 약산 또는 약염기성 유기 화합물로, 분자 구조의 변화에 따라 가시광선을 흡수하는 정도가 달라져 색깔 변화를 나타낸다. 예를 들어, 산-염기 지시약은 수소 이온(H+) 농도에 따라 분자 형태가 변하고, 이에 따라 흡수하는 빛의 파장이 달라져 색깔이 변하게 된다. 지시약마다 고유의 pH 변색 범위를 가지고 있으며, 이 범위 내에서 뚜렷한 색깔 변화를 보인다.

종류

다양한 종류의 지시약이 존재하며, 각각 다른 pH 범위에서 색깔 변화를 나타낸다. 대표적인 지시약으로는 다음과 같은 것들이 있다.

• 리트머스 (Litmus): pH 4.5 ~ 8.3 범위에서 붉은색에서 푸른색으로 변한다.
• 페놀프탈레인 (Phenolphthalein): pH 8.3 ~ 10.0 범위에서 무색에서 붉은색으로 변한다.
• 메틸 오렌지 (Methyl Orange): pH 3.1 ~ 4.4 범위에서 붉은색에서 노란색으로 변한다.
• 브로모티몰 블루 (Bromothymol Blue): pH 6.0 ~ 7.6 범위에서 노란색에서 푸른색으로 변한다.

이 외에도 다양한 지시약들이 존재하며, 특정 pH 범위에서 더 정확한 색깔 변화를 나타내기 위해 여러 지시약을 혼합하여 사용하기도 한다 (혼합 지시약).

활용

지시약은 다양한 분야에서 활용된다.

• 화학 실험: 산-염기 적정 실험에서 종점을 결정하는 데 사용된다.
• 환경 모니터링: 토양이나 수질의 pH를 측정하는 데 사용된다.
• 의료: 체액의 pH 변화를 감지하는 데 사용된다.
• 교육: 화학 원리를 시각적으로 보여주는 데 사용된다.