둔산동 과학과외







둔산동 과학과외에서 다룬 지시약 색 변화의 경계 판단
둔산동은 샘머리2단지와 수정타운, 둔산도서관 등이 가까운 생활권으로, 대전문정중학교와 충남고등학교가 있는 교육생활권이기도 합니다. 이번 둔산동과외 수업에서는 지시약의 색을 외우는 데서 멈추지 않고, 조건이 하나 바뀌었을 때 산성·중성·염기성 판단이 어떻게 달라지는지 확인했습니다. 둔산동과학과외의 주제는 끝까지 지시약 색 변화로 산성·중성·염기성을 판단하기로 한정했습니다.
색 변화표 옆에서 생긴 첫 혼동
문제에는 다음과 같은 색 변화 조건이 제시되었습니다.
- 리트머스 종이: 산성 용액에서는 파란색 리트머스가 빨간색으로 변하고, 염기성 용액에서는 빨간색 리트머스가 파란색으로 변한다.
- BTB 용액: 산성에서는 노란색, 중성에서는 초록색, 염기성에서는 파란색으로 나타난다.
첫 번째 자료에서 용액 A는 파란색 리트머스를 빨간색으로 바꾸었고, BTB를 넣었을 때 노란색이 되었습니다. 용액 B는 빨간색 리트머스를 파란색으로 바꾸었고, BTB는 파란색으로 변했습니다. 학생은 색 변화표에서 해당 색을 손가락으로 짚으며 A를 산성, B를 염기성이라고 기록했습니다. 이 판단은 두 지시약의 결과가 서로 일치하므로 맞았습니다.
그런데 두 번째 자료에서는 조건 하나가 달랐습니다. 용액 A에 넣은 것은 BTB가 아니라 페놀프탈레인이었고, 용액 B에 넣은 것은 그대로 BTB였습니다. 자료에는 페놀프탈레인이 산성·중성에서는 무색, 염기성에서는 분홍색이라고 적혀 있었습니다.
학생은 페놀프탈레인으로 검사한 A가 무색이라는 결과를 보고 “무색이므로 중성”이라고 적은 뒤, 앞 자료에서 A가 산성이었다는 사실과 충돌한다고 판단했습니다. 학생의 오류는 최종 결론을 계산하면서 생긴 실수가 아니었습니다. 바뀐 조건이 결론에 미치는 영향을 확인하기 전에 지시약 이름과 색의 기준을 서로 뒤섞은 것이 가장 먼저 어긋난 판단이었습니다.
바뀐 한 칸만 다시 대조하기
교정할 때 이미 정확했던 관찰, 즉 A에서 페놀프탈렌이 무색으로 보였다는 기록은 지우지 않았습니다. 대신 문제의 두 자료를 나란히 놓고 달라진 부분에만 동그라미를 표시했습니다.
- 그대로인 조건: 용액 A 자체, 용액 B 자체, B의 BTB 결과
- 바뀐 조건: A를 확인한 지시약이 리트머스에서 페놀프탈레인으로 변경됨
- 새 지시약의 기준: 페놀프탈레인은 산성·중성에서 무색, 염기성에서 분홍색
그다음 학생은 A의 원래 결과인 ‘파란색 리트머스가 빨간색으로 변함’을 다시 읽었습니다. 이는 A가 산성이라는 판단을 직접 보여 줍니다. 따라서 페놀프탈레인의 무색은 A가 중성이라는 뜻이 아니라, 산성에서도 나타날 수 있는 색입니다. 페놀프탈레인 하나의 무색 결과만으로 산성과 중성을 구별할 수 없다는 예외까지 확인해야 합니다.
색을 바로 결론으로 바꾸지 말고, 먼저 ‘어떤 지시약의 어떤 기준 색인가’를 대조한다.
이 과정에서 학생은 B의 BTB 파란색을 따로 확인해 염기성으로 남겨 두었습니다. 이미 맞게 읽은 B의 결과까지 다시 바꾸지 않고, 지시약이 달라진 A의 해석만 수정한 점이 핵심이었습니다.
표현을 바꾼 새 판단 문제
며칠 뒤에는 숫자만 바꾼 문제가 아니라 관찰 순서를 바꾼 자료를 제시했습니다. 이번에는 용액 C와 D를 먼저 BTB로 검사한 뒤, C에만 리트머스 종이를 추가했습니다.
- 용액 C: BTB가 초록색, 빨간색 리트머스는 변화 없음
- 용액 D: BTB가 노란색, 파란색 리트머스가 빨간색으로 변화
- 확인표: BTB 노란색은 산성, 초록색은 중성, 파란색은 염기성
학생은 먼저 BTB의 기준 색을 직접 찾아 C를 중성, D를 산성으로 표시했습니다. 이어 C의 리트머스가 변하지 않은 이유를 “중성에서는 빨간색 리트머스가 파란색으로 변하지 않기 때문”이라고 확인했습니다. 이번에는 지시약 이름을 먼저 외워 색에 끼워 맞추지 않고, 각 관찰에 해당하는 기준을 따로 대조했습니다.
도움 없이 다시 확인한 마지막 장면
마지막에는 색 변화표의 설명을 가린 채 다음 관찰만 주었습니다. 용액 P는 페놀프탈레인에서 무색, 용액 Q는 BTB에서 초록색, 용액 R은 빨간색 리트머스를 파란색으로 바꾸었습니다. 학생은 지시약 이름과 관찰 결과를 직접 적은 뒤, 필요한 기준을 스스로 찾아 판단했습니다.
학생은 P에 대해 “무색만으로 산성 또는 중성 중 하나를 확정할 수 없다”고 했습니다. Q는 BTB의 초록색이므로 중성, R은 빨간색 리트머스가 파란색으로 변했으므로 염기성이라고 분류했습니다. 마지막으로 “P는 페놀프탈레인의 무색 범위에 산성과 중성이 함께 포함되므로 단독 결과로 확정할 수 없고, Q와 R은 해당 지시약의 기준 색이 한 가지 성질과 연결된다”고 설명했습니다. 색 자체가 아니라 지시약별 기준과 바뀐 조건을 끝까지 확인한 것입니다.