ํ์ด๋๋ก๋ ์ด์จ ๋๋๊ฐ ํน์ ๊ฐ์ ๋๋ฌํ๋ฉด ํน์ ์ ๊ธฐ ๋ฌผ์ง์ ํฌ์ ์ฉ์ก์ ์์์ ๋ณ๊ฒฝํฉ๋๋ค. ์๋ฅผ ๋ค์ด, ํ๋ํํธํ ๋ฆฐ์ ํ์ด๋๋ก๋ ์ด์จ ๋๋๊ฐ 5.0ร 10-9M(pH&8.3)๋ณด๋ค ํฐ ์์์ ์์ฑ ์ฉ์ก์์ ๋ฌด์ ๋ฌผ์ง์ด๋ค. ํ์ด๋๋ก๋ ์ด์จ ๋๋๊ฐ 5.0 ร ๋ฏธ๋ง์ธ ๋ณด๋ค ๊ธฐ๋ณธ์ ์ธ ์๋ฃจ์ ์์ 10-9 M (pH > 8.3) ๋นจ๊ฐ์ ๋๋ ๋ถํ์์ ๋๋ค. ์ฉ์ก์ pH๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉํ ์ ์๋ ํ๋ํํธํ ๋ฆฐ๊ณผ ๊ฐ์ ๋ฌผ์ง์ ์ฐ์ผ ๊ธฐ์ ์งํ๋ผ๊ณ ํฉ๋๋ค. ์ฐ์ผ ๊ธฐ์ฌ ์งํ๋ ์ฝํ ์ ๊ธฐ์ฐ ๋๋ ์ฝํ ์ ๊ธฐ ์ผ๊ธฐ์ ๋๋ค.
์ฐ์ผ ๊ธฐ์ ํ์๊ธฐ ๋ฉํธ ์ค๋ ์ง์ ์ฉ์ก์ ํํ์ ์ฝํ ์ฐ์ธ ๋ฐ๋ฏธ์ง์ค๋ ์ง(methyl orange)์ ์ฉ์ก์ผ๋ก, ๋ณต์กํ ๋ฉํธ ์ค๋ ์ง ๋ถ์์ ๋ํ ๊ฐ๋จํ ํํ์ผ๋ก HIn์ ์ฌ์ฉํ๋ ๋ฐฉ์ ์์ผ๋ก ํํ๋ ์ ์๋ค.
๋ฉํธ ์ค๋ ์ง์ ์์ด์จ, Inโ๋ ธ๋์์ด๋ฉฐ, nonionized ํํ ์ธ HIn์ ๋นจ๊ฐ์์ ๋๋ค. ๋ฉํธ ์ค๋ ์ง์ ์ฉ์ก์ ์ฐ์ ์ถ๊ฐํ๋ฉด, ํ์ด๋๋ก๋ ์ด์จ ๋๋๊ฐ ์ฆ๊ฐํ๋ฉด ๋ฅด ์คํ ๋ฆฌ์์ ์์น์ ๋ฐ๋ผ ๋์จํ๋ ๋ถ์ ์์ผ๋ก ํํ์ ์ด๋์ํฉ๋๋ค. ๋ฒ ์ด์ค๋ฅผ ์ถ๊ฐํ๋ฉด ํํ์ ๋ ธ๋์ ํํ๋ก ์ด๋ํฉ๋๋ค. ์ด ๋์์ ๋ฒํผ์ ์์ ๊ณผ ์์ ํ ์ ์ฌํฉ๋๋ค.
์งํ ์ฉ์ก์ ์ธ์ ๋ ์์์ ๋ ์ข ์ ๋๋์ ๋น์จ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค– ๋ฐ HIn. ํ์๊ธฐ์ ๋๋ถ๋ถ (์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ฝ 60-90 % ์ด์)์ด Inโ๋ก์กด์ฌํ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ์๋ฃจ์ ์ ์ธ์ ๋ ์์์ ๋ ธ๋์์ ๋๋ค. ๋๋ถ๋ถ HIn์ผ๋ก ๋ํ๋๋ฉด ์๋ฃจ์ ์์์ด ๋นจ๊ฐ์์ผ๋ก ๋ํ๋ฉ๋๋ค. ํจ๋์จ-ํ์ ๋ฐํธ ๋ฐฉ์ ์์ ์งํ ์๋ฃจ์ ์ pH์ ๊ทธ ๊ตฌ์ฑ(๋ฐ๋ผ์ ์ธ์๋ ์์) ๊ฐ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ดํดํ๋ ๋ฐ ์ ์ฉํฉ๋๋ค.
pH > pKa๊ฐ์๋ ์๋ฃจ์ ์์, ๋ก๊ทธ์์ค๋ฏน ์ฉ์ด๋ ์งํ(๋ ธ๋์ ์ฉ์ก)์ ์ปจ์ฅฌ๊ฒ์ดํธ ๊ธฐ๋ณธ ํํ๋ฅผ ์ด๊ณผํ๋ ๊ฒ์ ๋ํ๋ด๋ ์์ฑ์ด์ด์ผ ํ๋ค. pH > pKa,๋ก๊ทธ ์ฉ์ด๋ ์์์ฌ์ผ ํ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ณต์ฃผ์ฐ(์ ์ ์ฉ์ก)์ ๊ณผ์์ ๋ํ๋ธ๋ค. ์ฉ์ก pH๊ฐ ์งํ pKa์๊ฐ๊น์ฐ๋ฉด ๋ ์ปจ์ฅฌ๊ฒ์ดํธ ํํธ๋์ ์๋นํ ์์ด ์กด์ฌํ๋ฉฐ, ์๋ฃจ์ ์์์ ๊ฐ๊ฐ์ ์ฒจ๊ฐ์ ์กฐํฉ(๋ ธ๋์๊ณผ ๋นจ๊ฐ์, ํญ๋ณต ์ค๋ ์ง)์ด๋ค. ์ฐ-๋ฒ ์ด์ค ํ์๊ธฐ์ ์์ ๋ณํ ๊ฐ๊ฒฉ(๋๋ pH ๊ฐ๊ฒฉ)์ ์์ ๋ณํ๊ฐ ๊ด์ฐฐ๋๋ pH ๊ฐ์ ๋ฒ์๋ก ์ ์๋๋ฉฐ, ๋๋ถ๋ถ์ ์งํ์ ๊ฒฝ์ฐ ์ด ๋ฒ์๋ ๋๋ต pKยฑ 1์ด๋ค.
๊ด๋ฒ์ํ pH ๊ฐ์ ์ปค๋ฒํ๋ ๋ง์ ๋ค๋ฅธ ์ฐ์ผ ๊ธฐ์ฌ ์งํ๊ฐ ์์ผ๋ฉฐ ์ ๊ฑฐ ๊ณผ์ ์ ์ํด ์ ์์๋ ์ฉ์ก์ ๋๋ต์ ์ธ pH๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ ๋ฐ ์ฌ์ฉํ ์ ์์ต๋๋ค. ๋ฒ์ฉ ์งํ ๋ฐ pH ์ฉ์ง์๋ ์งํ๊ฐ ํผํฉ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ ๋ค๋ฅธ pHs์์ ๋ค๋ฅธ ์์์ ๋ํ๋ธ๋ค.
์ด ํ ์คํธ๋ Openstax, ํํ 2e, ์น์ 14.7: ์ฐ์ผ-๋ฒ ์ด์ค ์ ์ ์์ ์ ์ฉ๋ฉ๋๋ค.
Coleman, William F. "Molecular models of indicators." Journal of Chemical Education 87 no.1, (2008):1152 https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ed800038w.