핵심 해설
이 문제는 약사 국가고시에서 자주 출제되는
지시약(Indicator)의 변색 범위(Color Change Range)를 정확히 암기하고 있는지 확인하는 전형적인 기초 분석화학 문제예요. 약국 현장에서는 직접 적정(Titration)을 하는 경우가 많지 않지만, 의약품 품질관리(QC)나 순도시험에서 필수적으로 사용되는 개념이므로 반드시 숙지해야 합니다.
1.
핵심 개념 분석 (Key Concept)
지시약은 용액의
수소이온농도(pH) 변화에 따라 구조가 가역적으로 변화하면서 특정 pH 범위에서 색이 변하는 약산성 또는 약염기성 유기화합물입니다. 각 지시약은 고유의
변색 범위(pH Range)와 색 변화(Color Transition)를 가지고 있어요.
2.
정답 근거 (Answer Rationale)
핵심! 세 가지 지시약의 정확한 변색 범위는 다음과 같습니다.
-
메틸오렌지(Methyl Orange):
pH 3.1~4.4 (적색→황색) - 강산성 영역
-
브로모크레졸그린(Bromocresol Green):
pH 3.8~5.4 (황색→청색) - 약산성 영역
-
페놀레드(Phenol Red):
pH 6.8~8.4 (황색→적색) - 중성~약염기성 영역
보기 3번이 이 세 가지 범위를 모두 정확히 연결하고 있으므로 정답입니다.
3.
오답 분석 (Distractor Analysis)
- ①번: 메틸오렌지의 범위를
pH 6.0~7.6으로 잡았는데, 이는
혼동 주의! 브로모티몰블루(Bromothymol Blue, pH 6.0~7.6)의 변색 범위와 혼동한 전형적인 실수예요. 페놀레드도 pH 8.3~10.0으로 잘못 제시되어 있습니다 (페놀프탈레인(pH 8.3~10.0)과 혼동).
- ②번: 메틸오렌지(pH 8.3~10.0)와 브로모크레졸그린(pH 3.1~4.4)이 모두 틀렸습니다.
- ④번: 브로모크레졸그린(pH 6.0~7.6)과 페놀레드(pH 4.4~6.2)가 모두 부정확합니다.
- ⑤번: 메틸오렌지(pH 4.4~6.2)와 브로모크레졸그린(pH 6.0~7.6)가 틀렸습니다.
4.
연관 개념 정리 (Related Concepts)
지시약 선택 시 중요한 원칙은
당량점(Equivalence Point) 부근에서 변색이 일어나는 지시약을 선택해야 한다는 점입니다. 강산-강염기 적정은 페놀레드나 브로모티몰블루 등 중성 부근에서 변색하는 지시약이 적합하고, 약산-강염기 적정은 페놀프탈레인(Phenolphthalein, pH 8.3~10.0)이 주로 사용돼요.
한눈에 비교!
| 지시약 | 변색 pH 범위 | 산성색 | 염기성색 |
|---|
| 메틸오렌지 | 3.1~4.4 | 적색(Red) | 황색(Yellow) |
| 브로모크레졸그린 | 3.8~5.4 | 황색(Yellow) | 청색(Blue) |
| 페놀레드 | 6.8~8.4 | 황색(Yellow) | 적색(Red) |
국시 빈출 포인트
이 세 지시약의 변색 범위는 수년째 거의 매년 출제되는
High Yield 개념입니다. 특히 메틸오렌지(3.1~4.4)와 브로모크레졸그린(3.8~5.4)의 범위가 겹치는 점, 그리고 각 지시약의 산성/염기성 색깔 변화 방향까지 함께 물어보는 경향이 있으니 꼭 암기해두세요!
기출 변형 주의!
단순히 변색 범위를 묻는 데서 그치지 않고, "약산(pKa=4.76)을 강염기로 적정할 때 가장 적합한 지시약은?"과 같은 응용 문제로 출제될 수 있어요. 이 경우
당량점이 염기성(pH >7)이므로 페놀프탈레인(pH 8.3~10.0)이 정답이 됩니다.