소변 검사 시험지의 원리는 무엇인가요?

소변 검사 시험지의 

원리는 무엇인가요?

■ 지시약이란

물질은 산성, 중성, 염기성 등 각각 다른 특성을 가지고 있습니다. 여기서 산성, 중성, 염기성을 구분하는 기준은 그 용액이 가지고 있는 산의 세기를 측정함으로써 알 수 있는데, 산의 세기는 ‘pH(페하)’라는 기호로 나타냅니다. pH 7을 중성으로하여 7보다 작으면 산성, 7보다 크면 염기성으로 분류합니다.

 

그럼 용액이 산성인지, 염기성인지 어떻게 알아 낼까요? 바로 지시약을 이용하면 된답니다. 지시약은 용액이 가지고 있는 산의 세기에 따라 자신의 색깔을 변화시킴으로써 그 물질이 어떤 특성(산성, 중성, 염기성)을 지니는가를 구분해 주는 물질입니다. 산·염기 지시약이 대표적인데 용액이 산성인지, 염기성인지 알려 주는 지시약으로 리트머스 종이, BTB 용액, 페놀프탈레인 용액, 만능 지시약, pH 시험지 등이 사용됩니다.

 

 

■ BTB 용액과 페놀프탈레인 용액

BTB 용액은 브로모티몰블루라는 명칭을 가지고 있으며 pH 6.0 이하의 산성에서는 노란색, 중성에서는 초록색을, pH 7.6 이상의 염기성에서는 푸른색을 띄는 지시약입니다. 페놀프탈레인 용액은 산성과 중성에서는 색깔이 없지만 pH 8.2 이상의 염기성에서는 자주색을 띄는 지시약입니다. 

▲BTB 용액과 페놀프탈레인 용액(출처: 에듀넷)

■ 만능 지시약

만능 지시약은 넓은 pH 범위에 걸쳐 각각의 pH에 따라 다른 색을 나타내는 산·염기 지시약을 말하는 것으로 몇 가지 단일 산·염기 지시약의 용액을 적당한 비율로 혼합해서 만듭니다. 근소한 pH의 차이로는 단일 지시약만큼 예민하게 색이 변하지는 않으나 변색하는 pH 범위가 넓기 때문에 만능 지시약을 사용하면 pH를 대략적으로 알 수 있다는 장점이 있습니다.

 

다음은 메틸레드, BTB, 티몰블루, 페놀프탈레인을 혼합하여 만든 만능 지시약의 변색 범위를 나타낸 표입니다. 만능 지시약은 이와 같이 용액 각각의 pH에 따라 다른 색을 나타내기 때문에 용액의 pH를 판단하는 데 유용하게 사용됩니다. 

▲여러 가지 지시약의 변색 범위(출처: 에듀넷)

■ pH 시험지

실험실에서 용액의 pH를 간단하게 파악하는 수단으로는 흔히 pH 시험지를 사용합니다. pH 시험지는 발색단을 포함하고 있는 여러 종류의 지시약 혼합물을 종이에 흡수시켜 말린 것으로 지시약 종이를 조금 잘라서 시험 용액에 적시면 색 변화가 일어납니다. 지시약 종이를 보관하는 케이스에는 특정한 색은 pH 얼마에 해당한다고 알려 주는 표준 변색표가 붙어 있어서 누구라도 쉽게 시험 용액의 pH를 알아볼 수 있습니다. 일반적인 pH 시험지의 오차 범위는 pH 1 정도입니다. pH 시험지는 사용 후 바로 표준 변색표와 색을 비교하지 않으면 퇴색되므로 주의해야 합니다.

▲PH 시험지(출처: 에듀넷)

pH 시험지는 소변 검사를 하는 데에도 사용됩니다. 학교의 건강 검진에서 간편하게 소변을 검사할 때 소변 검사용 pH 시험지를 본 경험이 있을 것입니다. 소변으로 어떤 검사를 하고 어떤 질병을 알 수 있기에 소변 검사를 하는데 pH 시험지를 사용하는 것일까요?

 

보통 소변의 pH는 4.6에서 8 사이를 나타내게 됩니다. pH가 4.6 이하인 산성이면 지나친 단백질 위주의 식생활을 하지 않는지, 반대로 pH가 8 이상이면 지나치게 채식만 하거나 신장 질환이 있는지 확인해 볼 필요가 있습니다. ‘소변 검사 시험지’에 있는 pH 측정 칸의 색 변화를 관찰하면 보다 확실하게 질병 여부를 알아 볼 수 있습니다. 소변 검사 시험지의 pH 측정 칸이 주황색에서 녹색으로 변한다면 이는 소변의 pH가 높다는 것으로 감염성 질병을 가지고 있을 확률이 크므로 추가적인 검사를 통해 신체의 이상 여부를 확인해 보아야 한답니다. 

▲소변 검사 시험지의 원리(출처: 에듀넷)

[자료출처: 에듀넷]