핵심 해설
이 문제는
메틸오렌지(Methyl orange) 지시약의 변색 범위와 색 변화를 정확히 알고 있는지 묻는 약제학/분석화학의 기본 개념 문제예요. 지시약(Indicator)은 적정(Titration)의 종말점(End point)을 확인하기 위해 사용되며, 각 지시약마다 고유의
변색 범위(pH transition interval)와 산성/염기성에서의 색상이 정해져 있습니다.
정답 근거 (Answer Rationale):
핵심! ④번 보기가 정답입니다. 메틸오렌지는 변색 범위가
pH 3.1~4.4이며, 산성(pH < 3.1)에서는
적색(Red), 염기성(pH > 4.4)에서는
황색(Yellow)을 띱니다. 이는 메틸오렌지 분자가 pH에 따라 구조가 변화하기 때문인데, 산성 조건에서는 퀴노이드(Quinoid) 구조를 형성하여 적색을, 염기성 조건에서는 아조(Azo) 구조로 존재하여 황색을 나타냅니다. 강산-강염기 적정이나 강산으로 약염기를 적정할 때 주로 사용되며, 종말점에서의 색 변화가 매우 선명한 것이 특징이에요.
오답 분석 (Distractor Analysis):
①
혼동 주의! 변색 범위 pH 6.0~7.6은
브로모티몰 블루(Bromothymol blue)의 특성이에요. 브로모티몰 블루는 산성에서 황색, 염기성에서 청색을 띱니다. 메틸오렌지와 혼동하지 않도록 주의하세요.
② 변색 범위 pH 1.2~2.8은
티몰 블루(Thymol blue)의 첫 번째 변색 범위에 해당합니다. 티몰 블루는 pH 1.2~2.8에서 산성(적색)에서 염기성(황색)으로 변화하며, 두 번째 변색 범위(pH 8.0~9.6)도 있습니다.
③ 변색 범위 pH 4.4~6.2는
메틸 레드(Methyl red)의 특성이에요. 메틸 레드는 산성에서 적색, 염기성에서 황색을 나타내므로 메틸오렌지와 비슷해 보이지만 변색 범위가 다릅니다.
⑤ 변색 범위 pH 8.3~10.0은
페놀프탈레인(Phenolphthalein)의 특성이에요. 페놀프탈레인은 산성에서 무색, 염기성에서 분홍색(적색)을 띱니다. 보기에서 '산성에서 분홍색'이라고 한 점도 오류입니다.
개념 정리: 주요 지시약의 변색 범위와 색 변화를 표로 정리하면 다음과 같아요.
| 지시약 (Indicator) | 변색 범위 (pH) | 산성 색 | 염기성 색 |
|---|
| 티몰 블루 (1차) | 1.2~2.8 | 적색 | 황색 |
| 메틸 오렌지 | 3.1~4.4 | 적색 | 황색 |
| 메틸 레드 | 4.4~6.2 | 적색 | 황색 |
| 브로모티몰 블루 | 6.0~7.6 | 황색 | 청색 |
| 페놀프탈레인 | 8.3~10.0 | 무색 | 분홍색 |
한눈에 비교!:
- 메틸오렌지 vs 메틸레드: 둘 다 산성에서 적색, 염기성에서 황색으로 색 변화가 동일하지만, 변색 범위가 다릅니다. 메틸오렌지(pH 3.1~4.4)가 메틸레드(pH 4.4~6.2)보다 더 낮은 pH 범위에서 변색해요.
- 메틸오렌지 vs 브로모티몰 블루: 변색 범위와 색 변화 방향이 모두 다릅니다. 브로모티몰 블루는 중성 부근에서 변색하므로 약산-약염기 적정에 주로 사용됩니다.
암기 팁: "메틸 오렌지, 오렌지가 산성에서는 붉게 익어가는 상상을 해보세요. 신 오렌지(산성)는 붉고(Red), 익은 오렌지(염기성)는 노랗다(Yellow)." 라고 외우면 변색 방향을 쉽게 기억할 수 있어요.
국시 빈출 포인트: 약사 국가고시 약제학 과목에서 지시약 문제는 각 지시약의 변색 범위(pH)와 산/염기성 색상을 정확히 암기해야 풀 수 있는 단골 문제입니다. 특히 메틸오렌지, 페놀프탈레인, 브로모티몰 블루는 거의 매년 출제되므로 반드시 구분해서 암기하세요.