리트머스 시험지
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1. 개요
리트머스 시험지는 용액의 산성 또는 염기성을 테스트하는 데 사용되는 지시약이다. 지의류에서 추출한 리트머스 염료를 여과지에 스며들게 하여 만든다. 푸른색 리트머스 시험지는 산성 용액에서 붉게 변하고, 붉은색 리트머스 시험지는 염기성 또는 알칼리성 용액에서 푸르게 변하며, 중성 용액에서는 보라색을 띤다. 리트머스는 1300년경부터 산과 염기를 연구하는 데 사용되었으며, 산-염기 반응 외에도 다른 화학 반응에 의해 색이 변하기도 한다.
"리트머스"라는 단어는 "염색에 사용된 이끼"를 뜻하는 고대 노르드어에서 유래되었다.[1] 16세기부터 푸른색 염료는 특히 네덜란드에서 일부 지의류에서 추출되었다.
리트머스는 다양한 지의류에서 발견할 수 있다. 염료는 로첼라 틴크토리아(남아메리카), 로첼라 푸시포르미스(앙골라와 마다가스카르), 로첼라 피그마에아(알제리), 로첼라 피콥시스, 레카노라 타르타레아(노르웨이, 스웨덴), 바리오라리아 딜바타, 오크롤레키아 파렐라, 파르모트레마 틴크토룸, 파르멜리아와 같은 종에서 추출한다. 현재 주요 공급원은 로첼라 몬타니에이(모잠비크)와 덴드로그라파 류코포에아(캘리포니아)이다.[3]
리트머스의 주된 용도는 용액이 산성인지 염기성인지 알아보는 것이다. 푸른색 리트머스 시험지는 산성 용액에서 붉게 변하고, 붉은색 리트머스 시험지는 염기성이나 알칼리성 용액에서 푸르게 변한다. 이러한 색 변화는 25°C에서 pH 4.5–8.3 범위에서 나타난다. 중성 리트머스 시험지는 보라색이다.[3] 젖은 리트머스 시험지는 산도나 염기성에 영향을 주는 기체가 물에 녹아있는 수용액을 검사하는 데에도 쓰인다. 예를 들어, 알칼리성을 띠는 암모니아 기체는 붉은색 리트머스 시험지를 푸르게 변화시킨다.
2. 역사
2. 1. 초기 역사
"리트머스"라는 단어는 "염색에 사용된 이끼"를 뜻하는 고대 노르드어에서 유래되었다.[1] 1300년경, 스페인의 의사 아르날두스 데 빌라 노바는 산과 염기를 연구하기 위해 리트머스를 사용하기 시작했다.[3][2] 16세기부터 푸른색 염료는 특히 네덜란드에서 일부 지의류에서 추출되었다.
3. 천연 자원
4. 용도
산-염기 반응 외에 다른 화학 반응도 리트머스 시험지의 색을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 염소 기체는 푸른색 리트머스 시험지를 흰색으로 만든다. 이는 리트머스 염료가 표백되기 때문인데,[4] 차아염소산염 이온의 영향이다. 이 반응은 되돌릴 수 없으므로, 이 경우 리트머스는 지시약으로 작용하지 않는다.
4. 1. 리트머스 시험지
리트머스 시험지는 리트머스 용액을 여과지에 흡수시켜 만든 종이로, 용액의 산성 또는 염기성 여부를 판별하는 데 사용된다. pH 4.5–8.3 범위에서 색 변화가 나타나는데, 붉은색 리트머스 시험지는 염기성 용액에서 푸른색으로, 푸른색 리트머스 시험지는 산성 용액에서 붉은색으로 변한다. 중성 리트머스 시험지는 보라색이다.[3]
젖은 리트머스 시험지는 물에 녹아 산도 또는 염기성에 영향을 미치는 수용성 기체를 확인하는 데도 사용된다. 예를 들어, 암모니아 기체는 알칼리성이므로 붉은색 리트머스 시험지를 푸른색으로 변화시킨다.
리트머스 시험지는 초·중등학교 과학 실험에서 간단하게 액성을 판별하는 데 사용되지만, 정확한 중화점을 판단해야 하는 고등학교 화학의 중화 적정 실험에서는 사용되지 않는다.
리트머스 시험지는 염소 기체와 같은 특정 화학 물질에 의해 색이 변할 수도 있다. 염소 기체는 푸른색 리트머스 시험지를 흰색으로 표백시키는데,[4] 이는 차아염소산염 이온 때문이다. 이 반응은 되돌릴 수 없으므로, 이 경우 리트머스 시험지는 지시약 역할을 할 수 없다.
| 산성 | 중성 (출하 상태) | 알칼리성 |
|---|---|---|
| 붉은색 | 푸른색 | 푸른색 |
| 붉은색 | 붉은색 | 푸른색 |
4. 2. 리트머스 용액
리트머스는 수용액 형태로도 만들 수 있다. 이 용액은 산성 조건에서는 붉은색, 알칼리성 조건에서는 푸른색을 띤다.[3]5. 화학적 성질
리트머스 혼합물은 CAS 번호 1393-92-6을 가지며 10~15개의 서로 다른 염료를 포함한다.[5] 주성분은 평균 분자량 3300이다.[5] 산-염기 지시약은 '''7-하이드록시페녹사존''' 발색단에 기인한다.[6] 리트머스의 일부 분획에는 에리트로리트민, 아졸리트민, 스파니올리트민과 같은 특정 이름이 부여되었다. 아졸리트민은 리트머스와 거의 동일한 효과를 나타낸다.[7]
5. 1. 화학적 조성
리트머스 혼합물은 CAS 번호 1393-92-6을 가지며, 10~15개 정도의 서로 다른 염료를 포함한다. 리트머스의 모든 화학 성분은 오르세인과 거의 유사하며, 주성분의 평균 분자량은 3300이다.[5] 리트머스의 산-염기 지시약 특성은 '''7-하이드록시페녹사존''' 발색단에 기인한다.[6] 리트머스의 일부 분획에는 에리트로리트민, 아졸리트민, 스파니올리트민 등의 이름이 부여되었다. 아졸리트민은 리트머스와 거의 동일한 효과를 나타낸다.[7]5. 2. 제조 과정
Lecanora tartarea와 Roccella tinctoria와 같은 지의류를 탄산 나트륨과 암모니아 용액에 넣고 간다.[8] 때때로 저어주면 약 4주 후에 색상이 빨간색에서 보라색, 파란색으로 변한다.[8] 이후 건조 및 분쇄하여 가루로 만든다.[8] 이 단계에서 지의류에는 리트머스와 오르세인 안료가 부분적으로 섞여 있다.[8] 에탄올로 오르세인을 추출하여 제거하면 순수한 파란색 리트머스가 남는다.[8] 이것을 분필, 석고 등 무색 화합물과 혼합하여 파란색 덩어리나 정제 형태로 판매한다.[8] 리트머스 종이는 이 물질을 함침시킨 종이이다.[8]6. 반응 메커니즘
붉은색 리트머스는 약한 이양성자산을 포함하고 있다. 이 리트머스가 염기성 화합물에 노출되면, 수소 이온은 첨가된 염기와 반응한다. 리트머스산으로부터 형성된 짝염기는 파란색을 띠므로, 젖은 붉은색 리트머스 종이는 알칼리성 용액에서 파란색으로 변한다.
참조
[1]
웹사이트
Litmus
https://en.wiktionar[...]
2021-10-07
[2]
서적
pH of the Skin: Issues and Challenges - Current Problems in Dermatology
https://www.scienceg[...]
Karger Medical and Scientific Publishers
2023-05-01
[3]
간행물
Lackmus
2013-01-31
[4]
웹사이트
Chlorine
http://www.ucc.ie/ac[...]
2000
[5]
논문
Orcein and Litmus
[6]
논문
Orcein dyes. X. Light absorption and chromophore of litmus
[7]
문서
Vollständige Übersicht der Elementar-analytischen Untersuchungen organischer Substanzen
Verlag E. Anton
[8]
웹사이트
Students ask questions, UCSB scientists answer them
https://scienceline.[...]
2002
[9]
문서
りとます
[[大倉書店]]
[10]
서적
고등학교 화학 Ⅰ
천재교육
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