◎ 미리생각해보기

산성과 염기성을 구분하는 기준은 무엇인가요?

⇒ 산성과 염기성의 기준은 pH의 지수에 따라 구분합니다. pH(산도)는 용액 1L속에 들어있는 수소 이온 농도를 표시하는 단위입니다. pH의 범위는 pH0~14이며 가운데 숫자인 pH7(중성)을 기준으로 0에 가까울수록 강한 산성, 14에 가까울수록 강한 염기성이 되비다. pH를 측정하는 가장 흔한 방법은 pH 시험지나 리트머스종이, 지시약을 이용하는 방법이 있습니다.

◎ 실험 전 주의사항!

1. 실험에 포함된 작은 부품이나 시약 등은 삼키지 않도록 주의합니다.

2. 실험에 포함된 준비물은 실험 외 다른 용도로 절대 사용하지 않도록 합니다.

3. 실험용 도구와 시약으로 절대 장난치지 않도록 합니다.

4. 날카로운 도구를 사용할 때는 다치지 않도록 주의합니다.

5. 실험 후에는 주변 지역을 정리하고 손을 깨끗이 씻습니다.

6. 실험에 사용하는 고흡수성수지구슬은 절대 먹지마세요.

◎ 실험 전 반드시 확인하기!

이번 실험에 필요한 재료들을 확인해주세요.

실험 전 실험보고서를 꼭 읽어주세요.

실험에 사용하는 용액 손에 묻지 않도록 주의하세요.

용액들은 ①번~④번 과정이 끝난 후 나눠주세요.
[1인당 묽은염산 15ml(종이컵 약 1/2), 수산화나트륨수용액 15ml(종이컵 약 1/2)]

1. 3개의 투명용기에 물을 약 1/3정도 넣은 다음, 3종류의 지시약을 넣고 잘 섞어준 후 고흡수성수지를 각각 3개의 용기에 나눠 넣습니다. (주의! 따뜻한 물을 이용하면 고흡수성수지 구슬의 변화하는 시간이 단축됩니다.) (주의! 고흡수성수지 담그는 시간 : 약 20분)	2. 첫 번째 투명관 뚜껑에 송곳으로 구멍을 살짝 뚫어 준 후, 9자핀을 사진과 같이 끼우고, 휴대폰 고리와 연결합니다. (주의! 3개의 투명관 뚜겅에 순서를 정해서 진행하세요.)

◎ 실험방법

3. 두 번째 투명관 뚜껑의 앞부분을 가위로 자르고 투명관 한쪽을 스펀지로 막은 후, 잘라놓은 두 번째 투명관 뚜겅과 결합합니다.	4. 용기뚜껑“+”모양 부분에 투명관이 들어갈 수 있도록 칼집을 내고 투명관과 용기 뚜껑을 결합한 후, 3종류의 지시약 구슬을 넣습니다. (주의! 지시약 구슬을 투명관에 넣을 때 각 지시약 구슬의 순서를 꼭 알아둡니다.) [ex. (아래)BTB구슬 - 페놀프탈레인 구슬 - 메틸오렌지구슬(위)]

SZ-F-R-005(Rev.3)                                                                                                      호기심의 시작 사이언스존                                                                                                     A4(210mm ×297mm)

5. 용기 뚜껑을 투명용기에 끼우고, 묽은 염산과 수산화나트륨 수용액을 번갈아 가면서 넣고 지시약 구슬의 색깔 변화를 관찰합니다. (주의! 용액을 천천히 넣을수록 구슬의 색깔이 잘 변합니다.)	6. 투명관 한 쪽 끝에 세 번째 투명관 뚜껑을 결합하고 지시약 구슬을 한 쪽으로 몰아 빈공간을 자릅니다. 그리고 ②번에서 만든 투명관 뚜껑과 결합하여 크리스탈 지시약 악세사리를 만듭니다. (주의! 지시약의 구슬의 색깔 변화를 관찰한 다음, 용기의 뚜껑과 투명관을 분리하고 나서 진행하세요.

◎ 실험결과 및 생각해보기

1. 시간이 지난 후 고흡수성수지 구슬은 어떻게 되었나요?

⇒ 고흡수성수지 구슬은 처음의 크기보다 커져 있고 각 지시약의 색깔에 맞게 색깔이 변합니다. BTB구슬은 녹색, 페놀프탈레인구슬은 무색, 메틸오렌지구슬은 노란색입니다. 각 지시약을 물(중성)에 녹였기 때문에 지시약 구슬은 중성의 색을 띠게 됩니다.

2. 묽은 염산과 수산화나트륨 수용액을 지시약 구슬에 붇기 전과 부은 후의 색깔 변화를 아래표에 맞게 작성해 보세요.

지시약	붓기전[물-중성]	묽은염산[산성]	수산화나트륨 수용액[염기성]
BTB구슬	녹색	노란색	푸른색
페놀프탈레인구슬	무색	무색	붉은색[분홍색]
메닐오렌지구슬	노란색	붉은색	노란색

◎ 원리이해

1. 산성과 염기성

① 산성은 신맛이 나며 푸른색 리트머스종이를 붉게 변화시키며, 페놀프탈레인용액에서는 색의 변화가 없는 특징이 있습니다.

② 염기성은 쓴맛이 나고 미끈거리며, 붉은색 리트머스 종이를 푸르게 변화시키고, 페놀프탈레인 용액을 붉게 변화시키는 특징이 있습니다.

2. 산과 염기를 띠는 용액

① 산성을 띠고 있는 용액에는 식초, 탄산음료, 염산, 황산, 아세트산 등이 있습니다.

② 염기성을 띠는 용액에는 수산화나트륨, 암모니아, 비눗물 등이 있습니다.

3. 용액의 성질

용액의 성질	특징	예
산성용액	① 대부분 신맛이 난다. ② 강한 산성 물질이 피부나 눈에 닿게 해서는 안 된다.	식초, 과일즙, 구연산, 신김치 등
중성용액	산과 염기의 중간 성질을 갖는다.	물, 식용유, 증류수 등
염기성용액	① 대부분 쓴맛이 난다. ② 사람의 혈액은 약한 염기성이므로 염기성 음식을 섭취하는 것이 좋다.	화장수, 비누, 세제, 탄산수소나트륨(소다) 등

4. 지시약

① 지시약

⇒ 화학 반응에서 물질의 성질을 판별하는데 사용되는 시약입니다. 산과 염기의 지시약이 대표적인데, 용액이 산성인지, 염기성인지 알려주는 지시약으로는 리트머스종이, BTB용액, 페놀프탈레인 용액, 메틸오렌지 용액 등이 있습니다. 이 외에에도 천연재료(자주색 양배추, 장미꽃, 검은콩 등)를 이용하여 만든 지시약도 있습니다.

② 지시약의 특징

⇒ 산성인지 염기성인지 맛을 보고 어느 정도 짐작을 할 수 있지만, 인체에 해로운 물질은 맛을 보는 방법으로 구분할 수 없습니다. 지시약을 반응시키면 색을 관찰하는 것만으로도 용액의 성질을 쉽게 알아낼 수 있습니다.

학습목표

산성과 염기성을 구분하는 크리스탈 지시약을 만들어 봅니다.

실험날짜          년      월      일

학년   반    이름 :

산성과 염기성을 구분하는 기준은 무엇인가요?

◎ 미리생각해보기

투명 용기 1개, 용기 뚜껑 1개, 투명관1개, 투명관 뚜껑 3개, 묽은 염산,

수산화나트륨수용액, BTB용액, 페놀프탈레인 용액, 메틸오렌지 용액, 고흡수성 수지

종이컵(소) 2개, 9자핀 1개, 휴대폰고리 1개, 하드스틱, 일회용스푼 1개, 스펀지

(※ 직접 준비하세요 : 가위 또는 칼, 송곳, 깨끗한 물)

◎ 실험준비물

1. 시간이 지난 후 고흡수성수지 구슬은 어떻게 되었나요?

2. 묽은 염산과 수산화나트륨 수용액을 지시약 구슬에 붓기 전에 부은 후의 색깔 변화를 작성해 보세요.

지시약	붓기전[물-중성]	묽은염산[산성]	수산화나트륨 수용액[염기성]
BTB구슬
페놀프탈레인구슬
메닐오렌지구슬

◎ 실험결과 및 생각해보기

◎ 새롭게 알게 된 사실

◎ 느낀점