만년동 과학과외

만년동 과학과외에서 확인한 지시약 색 판정의 기준

대전만년중학교와 대전만년고등학교가 있는 이 지역에서 만년동과외를 진행하며, 이번에는 지시약의 색 변화만으로 용액의 산성·중성·염기성을 판단하는 장면을 살펴보았다. 만년동과학과외의 핵심은 여러 개념을 넓히는 것이 아니라 색과 지시약의 대응을 정확히 읽는 데 두었다.

색보다 먼저 확인했어야 할 것

새 자료에는 다음과 같은 색 변화표가 제시되어 있었다.

• 푸른 리트머스 종이: 산성 용액에서 붉은색으로 변하고, 중성·염기성에서는 푸른색 그대로였다.
• 붉은 리트머스 종이: 염기성 용액에서 푸른색으로 변하고, 산성·중성에서는 붉은색 그대로였다.
• BTB 용액: 산성에서는 노란색, 중성에서는 초록색, 염기성에서는 파란색이었다.

문제는 세 용액 가, 나, 다에 각각 다른 지시약을 넣은 결과를 읽고 성질을 판정하는 것이었다.

• 가: 푸른 리트머스 종이가 붉은색으로 변함
• 나: BTB 용액이 초록색으로 변함
• 다: 붉은 리트머스 종이가 푸른색으로 변함

학생은 풀이 첫 줄에서 ‘푸른색이면 염기성, 붉은색이면 산성’이라고 적었다. 이어 가를 산성, 나는 산성, 다를 염기성으로 판정했다. 가와 다의 결론은 맞았지만, 나의 결론은 학생의 오류였다. BTB의 초록색을 리트머스의 붉은색과 같은 방식으로 처리했기 때문이다.

학생이 가장 먼저 놓친 것은 색 자체가 아니라, 그 색이 나타난 지시약의 이름을 결과와 연결하지 않은 판단이었다.

한 문장 기준으로 다시 읽기

이미 정확했던 가와 다의 관찰은 지우지 않았다. 먼저 문제 옆에 학생 스스로 다음 기준을 적었다.

“색을 보기 전에 지시약을 확인하고, 그 지시약의 색 변화표와 대조한다.”

그다음 가에서는 ‘푸른 리트머스 → 붉은색’을 표에서 찾아 산성으로 유지했다. 나에서는 ‘BTB → 초록색’을 다시 대조하여 중성으로 고쳤다. 다에서는 ‘붉은 리트머스 → 푸른색’을 확인해 염기성으로 유지했다.

검산도 같은 기준으로 진행했다. 지시약 이름을 가리고 색만 보지 않고, 각 결과 옆에 지시약을 다시 써 보았다. 가는 푸른 리트머스, 나는 BTB, 다는 붉은 리트머스였다. 따라서 세 판정은 각각 산성, 중성, 염기성이며, 한 지시약의 색 규칙을 다른 지시약에 옮겨 쓰지 않았다는 점까지 확인했다.

자료의 모양이 바뀐 독립 문제

며칠 뒤에는 앞의 배열과 질문을 바꾼 자료를 제시했다. 이번에는 용액의 성질을 묻지 않고, 관찰 결과만 보고 ‘어떤 지시약을 사용했는지’와 ‘그 용액의 성질’을 함께 쓰게 했다. 보기 순서도 달랐다.

• 용액 라: 시험지에 넣었더니 붉은색 리트머스가 그대로 붉은색이었다.
• 용액 마: 용액을 떨어뜨린 BTB가 파란색이 되었다.
• 용액 바: 푸른 리트머스가 붉은색으로 변했다.

학생은 먼저 결과 색을 성질로 단정하지 않고, 각 문장에서 지시약을 동그라미로 표시했다. 라는 붉은 리트머스이고 색이 변하지 않았으므로 이 자료만으로 산성 또는 중성 중 하나를 구별할 수 없다고 적었다. 마는 BTB의 파란색 표와 대조해 염기성으로 판정했다. 바는 푸른 리트머스가 붉게 변한 경우이므로 산성이라고 판단했다.

여기서 라를 억지로 중성이라고 정하지 않은 점이 중요하다. 붉은 리트머스가 그대로 붉은색인 것은 산성에서도 나타날 수 있고 중성에서도 나타날 수 있으므로, 주어진 관찰만으로는 하나를 골라낼 수 없다. 학생은 필요한 정보가 있는지 먼저 확인한 뒤, 판정 가능한 마와 바만 확정했다.

힌트 없이 다시 세운 확인 순서

일주일 후에는 색 변화표의 설명 문장 없이 세 결과만 보여 주었다.

• 검사 1: 붉은 리트머스가 푸른색으로 변함
• 검사 2: BTB가 노란색으로 변함
• 검사 3: 푸른 리트머스가 그대로 푸른색임

학생은 스스로 첫 행동을 정해 지시약 이름부터 표시했다. 검사 1은 붉은 리트머스의 푸른색 변화이므로 염기성, 검사 2는 BTB의 노란색이므로 산성이라고 설명했다. 검사 3은 푸른 리트머스가 변하지 않은 결과이므로 중성이라고 단정하지 않고, 염기성일 가능성도 있어 자료만으로는 확정할 수 없다고 썼다.

마지막으로 각 답 옆에 ‘지시약 이름 확인 → 색 변화표 대조 → 판정 가능한지 확인’의 흔적을 남겼다. 색만 보고 판단하지 않았고, 변화가 없는 결과를 과도하게 해석하지 않았다는 점이 최종 검산 근거가 되었다.