1. 실험 결과
본 실험에서는 0.1 M 아세트산(CH₃COOH) 용액과 0.1 M 수산화나트륨(NaOH) 용액을 이용하여 중화 반응을 관찰하였다. BTB 용액을 지시약으로 사용하였으며 초기 수산화나트륨 용액은 염기성을 띠어 파란색을 나타내었다. 여기에 아세트산 용액 19 mL를 천천히 첨가하자 용액의 색이 파란색에서 노란색으로 변화하였다.
2. 결과 해석
BTB 지시약은 염기성에서 파란색, 중성 부근에서 초록색, 산성에서 노란색을 띤다. 본 실험에서 파란색이었던 용액이 노란색으로 변한 것은 아세트산이 수산화나트륨보다 상대적으로 과량 첨가되어 용액이 산성 상태로 변했음을 의미한다.
이는 아세트산과 수산화나트륨이 다음과 같은 중화 반응을 일으켰기 때문이다.
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
수산화나트륨이 모두 반응한 이후에도 남은 아세트산으로 인해 용액의 pH가 7보다 낮아져 BTB 용액이 노란색을 띠게 된 것으로 판단된다.
3. 결론
아세트산 0.1 M 용액을 수산화나트륨 0.1 M 용액에 첨가한 결과, BTB 용액의 색이 파란색에서 노란색으로 변화하였다. 이를 통해 중화 반응이 일어났으며, 아세트산이 과량 존재하여 최종 용액이 산성임을 확인할 수 있었다. 본 실험은 지시약의 색 변화를 통해 용액의 성질 변화를 관찰하고 중화 반응의 원리를 이해하는 데 목적을 달성하였다.
추가 탐구 질문
1. 왜 중화 반응은 삼각 플라스크에서 진행할까?
중화 반응은 적정 과정에서 용액을 흔들어가며 혼합해야 하므로 용액이 튀지 않으면서도 충분히 섞일 수 있는 용기가 필요하다. 삼각 플라스크는 입구가 좁고 아래가 넓은 구조로 되어 있어서 용액을 흔들어도 내용물이 밖으로 튀는 것을 최소화할 수 있다. 또한 바닥 면적이 넓어 용액이 고르게 섞이기 쉬워 적정 중 지시약의 색 변화를 보다 정확하게 관찰할 수 있다. 이러한 이유로 중화 적정 실험에서는 삼각 플라스크가 주로 사용된다.
2. 왜 중화점을 관찰하는 실험에서 페놀프탈레인을 주로 사용할까?
중화 적정에서 페놀프탈레인이 주로 사용되는 이유는, 약산–강염기 적정의 경우 중화점이 중성이 아닌 약염기성 영역에 존재하기 때문이다. 페놀프탈레인의 변색 범위는 이 중화점 부근의 급격한 pH 변화 구간과 잘 일치하여, 중성에서 색이 나타나지 않더라도 실제 중화점을 정확하게 판단할 수 있다. 반면 본 실험에서는 용액의 산성·염기성 변화를 직관적으로 관찰하기 위해 BTB 용액을 사용하였다.
1. 실험 결과
본 실험에서는 0.1 M 아세트산(CH₃COOH) 용액과 0.1 M 수산화나트륨(NaOH) 용액을 이용하여 중화 반응을 관찰하였다. BTB 용액을 지시약으로 사용하였으며 초기 수산화나트륨 용액은 염기성을 띠어 파란색을 나타내었다. 여기에 아세트산 용액 19 mL를 천천히 첨가하자 용액의 색이 파란색에서 노란색으로 변화하였다.
2. 결과 해석
BTB 지시약은 염기성에서 파란색, 중성 부근에서 초록색, 산성에서 노란색을 띤다. 본 실험에서 파란색이었던 용액이 노란색으로 변한 것은 아세트산이 수산화나트륨보다 상대적으로 과량 첨가되어 용액이 산성 상태로 변했음을 의미한다.
이는 아세트산과 수산화나트륨이 다음과 같은 중화 반응을 일으켰기 때문이다.
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O
수산화나트륨이 모두 반응한 이후에도 남은 아세트산으로 인해 용액의 pH가 7보다 낮아져 BTB 용액이 노란색을 띠게 된 것으로 판단된다.
3. 결론
아세트산 0.1 M 용액을 수산화나트륨 0.1 M 용액에 첨가한 결과, BTB 용액의 색이 파란색에서 노란색으로 변화하였다. 이를 통해 중화 반응이 일어났으며, 아세트산이 과량 존재하여 최종 용액이 산성임을 확인할 수 있었다. 본 실험은 지시약의 색 변화를 통해 용액의 성질 변화를 관찰하고 중화 반응의 원리를 이해하는 데 목적을 달성하였다.
추가 탐구 질문
1. 왜 중화 반응은 삼각 플라스크에서 진행할까?
중화 반응은 적정 과정에서 용액을 흔들어가며 혼합해야 하므로 용액이 튀지 않으면서도 충분히 섞일 수 있는 용기가 필요하다. 삼각 플라스크는 입구가 좁고 아래가 넓은 구조로 되어 있어서 용액을 흔들어도 내용물이 밖으로 튀는 것을 최소화할 수 있다. 또한 바닥 면적이 넓어 용액이 고르게 섞이기 쉬워 적정 중 지시약의 색 변화를 보다 정확하게 관찰할 수 있다. 이러한 이유로 중화 적정 실험에서는 삼각 플라스크가 주로 사용된다.
2. 왜 중화점을 관찰하는 실험에서 페놀프탈레인을 주로 사용할까?
중화 적정에서 페놀프탈레인이 주로 사용되는 이유는, 약산–강염기 적정의 경우 중화점이 중성이 아닌 약염기성 영역에 존재하기 때문이다. 페놀프탈레인의 변색 범위는 이 중화점 부근의 급격한 pH 변화 구간과 잘 일치하여, 중성에서 색이 나타나지 않더라도 실제 중화점을 정확하게 판단할 수 있다. 반면 본 실험에서는 용액의 산성·염기성 변화를 직관적으로 관찰하기 위해 BTB 용액을 사용하였다.