페놀프탈레인 시험용액은 투명 용액으로서 산성이나 중성에서는 색을 나타내지 않고, 염기성에서는 붉은색이 된다. 소금물은 중성이므로 페놀프탈레인을 넣어도 색깔의 변화는 없다.
소금물에 전기가 흐를 때, 각 전극에서 일어나는 반응은 다음과 같다.
(+) 극 : 2Cl- → Cl2 + 2e- (-) 극 : 2H2O + 2e- → 2OH- + H2↑ 전체 반응 : 2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2
(+)극에서는 전자를 잃어버리는 산화 반응이 일어나고, (-)극에서는 전자를 얻는 환원 반응이 일어난다. 이러한 반응 결과, (-)극에서는 OH-가 생성되므로 염기성을 띠게 된다.
따라서 (-)극으로 그은 선에서 페놀프탈레인이 붉은색을 나타내게 된다
[심화학습]
용액이 산성인지 염기성인지를 알기 위하여 사용하는 약품을 지시약이라고 한다. 지시약은 그 자체가 약산이나 약염기의 성질을 지니고 있다. 용액의 종류에는 다음과 같은 것이 있다.
산성 용액 - 수소 이온(H+)이 들어 있는 용액 염기성 용액 - 수산화 이온(OH-)이 들어 있는 용액 중성 용액 - 수소 이온(H+)이나 수산화 이온(OH-)이 거의 들어 있지 않은 용액
이러한 용액의 산성과 염기성을 알기 위한 지시약의 종류에는 다음과 같은 것이 있다.
지시약의 종류 |
산성 |
중성 |
염기성 |
페놀프탈레인 용액 메틸오렌지 용액 리트머스 용액 BTB 용액 |
무색 붉은색 붉은색 노란색 |
무색 주황색 보라색 녹색 |
붉은색 노란색 푸른색 푸른색 |
천연 지시약으로는 붉은 양배추, 검은콩, 나팔꽃, 당근, 포도즙 등에서 우러나오는 용액이 있다. 이외에도 산성 용액이나 염기성 용액을 구별하고 그 세기를 정확히 알아내기 위하여 지시약 대신 pH 시험지를 사용하기도 한다. pH는 0에서 14까지의 숫자로 산성과 염기성의 정도를 나타내는데, pH값 7을 중심으로 pH값이 작아질수록 산성이 강하며, 커질수록 염기성이 강해진다. 즉 pH 1∼6은 산성, 7은 중성, 8∼14는 염기성이다. |