III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

НЕВИДИМЫЕ ЧЕРНИЛА СВОИМИ РУКАМИ
Богатинов И.Д.
Автор работы награжден дипломом победителя первой степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение.

На новый год мне подарили набор «Большая химическая лаборатория» к нему прилагалась инструкция, в ней описаны все опыты, которые можно провести. Меня заинтересовал один из опытов, по изготовлению невидимых чернил при помощи вещества фенолфталеин и аммиака.

И мне стало интересно, а какие ещё невидимые чернила существуют, из чего их делают, откуда они произошли, кто их выдумал?

И конечно самый большой интерес вызывал вопрос, а могу ли я, самостоятельно, дома изготовить такие невидимые чернила.

Гипотеза: предположим, что невидимые чернила существуют и их можно изготовить в домашних условиях.

Цель: провести эксперименты по изготовлению невидимых чернил.

Задачи:

  • Изучить историю возникновения невидимых чернил.

  • Узнать, какие бывают невидимые чернила и способы их изготовления.

  • Подготовить необходимые приборы, инвентарь, материалы для изготовления невидимых чернил.

  • Проверить свою гипотезу о возможности самостоятельного изготовления невидимых чернил в домашних условиях.

  • Проанализировать результаты

Что такое невидимые чернила и откуда они взялись?

Невидимые чернила – это чернила, записи которыми являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определённых условиях (нагрев, освещение, химический проявитель, ультрафиолетовые или инфракрасные лучи и др. и т. д.). Ещё их называют симпатические чернила.

С давних времён невидимые чернила использовались для сохранения тайны переписки. Первые невидимые чернила возникли в глубокой древности.

Первый рецепт невидимых чернил принадлежит римскому поэту Овидию, он предлагал использовать молоко в качестве невидимых чернил (проявляется после нагрева).

Китайский император Цин Шихуанди, во время правления которого появилась Великая Китайская стена, использовал для своих тайных писем густой рисовый отвар, который после высыхания не оставляет никаких видимых следов. Но если письмо смочить слабым спиртовым раствором йода, то появляются синие буквы. А император для проявления письма пользовался бурым отваром морских водорослей, видимо, содержащим йод.

Древнегреческий философ Филон Александрийский описал рецепт симпатических чернил из сока чернильных орешков. В его случае буквы проявлялись после воздействия на написанное раствором железомедной соли.

В средние века тайные агенты Ивана Грозного использовали для написания своих доносов луковый сок, так же Владимир Ленин использовал для писем сок лимона или молоко. Для проявления чернил необходимо было подержать письмо надо огнем.

В более поздние времена распространение получили химические чернила. Они широко использовались шпионами, разведками, подпольщиками.

Сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных денег.

Виды невидимых чернил.

Невидимые чернила проявляются при определенных условиях и в зависимости от характера взаимодействия веществ, все чернила можно условно разделить на такие виды:

- химические;

- фоточувствительные;

- люминесцентные;

- термочувствительные;

- влагочувствительные.

Химические:

В состав таких чернил входят вещества бесцветные, либо слабо окрашенные, которые потом при взаимодействии с другими веществами, приобретают яркую окраску.

Раствор химических чернил наносят на бумагу, дают высохнуть. Затем бумагу смачивают веществом-проявителем и «невидимые» чернила проявляются.

Фоточувствительные:

Эти чернила появляются или пропадают под действием света. Их можно поделить на две группы.

Первая группа –чернила, проявляющиеся при освещении. Вторая группа – чернила, исчезающие при освещении и проявляющиеся в темноте.

Фоточувствительные чернила наносят на бумагу и высушивают на воздухе. Надпись проявляют или удаляют, освещая ее ярким светом.

Люминесцентные:

Эти чернила имеют в своем составе бесцветные либо слабо окрашенные вещества, которые способны люминесцировать (светиться) под действием ультрафиолетового излучения.

Люминесцентные чернила наносят на бумагу. Затем бумагу освещают ультрафиолетовой лампой и невидимые чернила начинают светиться. После прекращения действия ультрафиолета надпись исчезает.

Термочувствительные:

Такие чернила содержат вещества, которые проявляют окраску при воздействии на них теплом.

Чернила наносятся на бумагу и высушивают, на этот момент надписи остаются невидимыми. Но стоит бумагу нагреть утюгом, подержать над огнём или другим источником тепла, то чернила «проявляются».

К таким чернилам относят сок лимона, лука, молоко. При нагревании чаще всего они становятся коричневого цвета.

Проще всего в домашних условиях изготовить и использовать термочувствительные чернила.

Влагочувствительные:

Надписи, произведенные этими чернилами, становятся видимыми при воздействии на них водой или водяным паром.

Влагочувствительные чернила можно поделить на две группы:

Просвечивающие чернила: после высыхания надписи абсолютны незаметны на бумаге, но стоит бумагу подержать в воде, и надписи становятся полупрозрачными. При высыхании, вновь пропадают.

Клеящие чернила: надписи, сделанные такими чернилами, проявляются при обработке паром и каким-либо цветным порошком. Сначала бумагу с надписью необходимо подержать на паром, от этого чернила становятся липкими. Затем на бумагу сыплется очень мелкий цветной порошок, остатки порошка стряхивают. Частички порошка, прилипшие к клеящим чернилам и образуют надпись.

В качестве таких чернил можно использовать растворы сахарозы, глюкозы, желатина.

Практическая часть.

Из интернета я узнал, что невидимыми чернилами использовались ещё в древние времена. Люди придумывали и изобретали новые способы скрыть написанное.

Для изготовления одних невидимых чернил требуются химические препараты, для других природные вещества. И оказывается, что для приготовления невидимых чернил есть несколько способов, которые с легкостью можно применить дома, используя вполне доступные материалы.

Вот некоторые рецепты, с помощью которых каждый ребенок сможет приготовить исчезающие чернила:

Невидимые чернила из лимона – выдавить сок половины лимона и развести его таким же количеством воды, проявлять воздействием тепла;

Невидимые чернила из лука – приготовить сок лука и использовать его в качестве чернил, проявлять воздействием тепла;

Невидимые чернила из молока – взять молоко и использовать его в качестве чернил, высушить, проявлять над свечой или лампой;

Невидимые чернила из соды – приготовить концентрированный раствор соды – 1 чайная ложка на 10 мл. – 2 – 3 чайные ложки воды, все перемещать, использовать в качестве чернил, которые долго сохраняются, проявлять воздействием тепла.

Я решил использовать некоторые доступные для домашнего изготовления рецепты и проверить, смогу ли самостоятельно изготовить такие чернила. Так же я испробую один способ создания невидимых чернил при помощи химических веществ, используя имеющийся у меня набор химика.

Получение невидимых чернил в домашних условиях.

Эксперимент 1

Приготовление невидимых чернил из лимонного сока.

Для эксперимента необходимо:лимон, стаканчик, кисточка, белый лист бумаги, вода, утюг.

Из лимона выдавим сок в стакан, добавим туда такое же количество воды. Кисточку обмакиваем в получившийся раствор и что-нибудь пишем или рисуем на бумаге. После этого, бумагу с надписью оставляем сохнуть.

После высыхания, берем бумагу и нагреваем её с помощью горячего утюга.

Лимонная кислота от воздействия температуры темнеет, таким образом чернила становятся видимыми.

Лимонный сок приятно пахнет, не заметен при высыхании, но долго сохнет, проявляется слабо желто-коричневым оттенком букв.

Эксперимент 2

Приготовление невидимых чернил из молока.

Для эксперимента необходимо:молоко, свеча, стаканчик, кисточка, белый лист бумаги.

Налить в стаканчик молоко. Кисточку обмакиваем в молоко и пишем что-нибудь ей на листке белой бумаги. Даём молоку высохнуть.

После высыхания от букв не останется ни следа, ни запаха. Затем берем бумагу и держим её над свечой. Постепенно начинает проявляться надпись. Надпись проявляется коричневого цвета, это молоко при нагревании изменяет цвет.

Но цвет надписи оказался не однородным, а свечой пользоваться не очень удобно и безопасно потому, что постоянно боишься, что листок может загореться, гораздо удобнее пользоваться утюгом. Но эксперимент позволил доказать, что надпись проявляется от воздействия любого тепла.

Эксперимент 3

Приготовление невидимых чернил из лимона и йода.

Для эксперимента необходимо:лимон, йод, ватный диск, стаканчик, кисточка, белый лист бумаги, вода.

Кисточку обмакиваем в разбавленный водой сок лимона и пишем на бумаге слова. После высыхания, лимон не оставляет видимых следов на бумаге. Чтобы прочитать написанное, приготовим слабый раствор йода, разбавив йод водой. Ватный диск смочим в растворе йода, и проведем им по бумаге.

Бумага окрашивается в синий цвет, а те места, где была сделана надпись остаются белыми. Это объясняется тем, что в бумаге содержится крахмал, и он становится, виден при реакции с йодом, а места, написанные лимоном, не окрашиваются.

Эксперимент 4

Приготовление невидимых чернил при помощи фенолфталеина и аммиака.

Для эксперимента необходимо: фенолфталеин, аммиак, кисточка, белый лист бумаги, резиновые перчатки.

Перед этим экспериментом обязательно надеть на руки резиновые перчатки, так как предстоит работа с химическими веществами.

В своем наборе я нашел вещество фенолфталеин, оно оказалось белой мутноватой жидкостью. В него я обмакнул кисточку и на листе бумаги сделал надпись. Дал высохнуть.

Затем взял в своем наборе раствор аммиака. Налил аммиак в ёмкость. Здесь надо быть очень осторожным, нужно это делать в проветриваемом помещении, так как аммиак имеет очень резкий запах.

Над аммиаком я подержал свой листок с надписью. Через некоторое время моя надпись окрасилась в розоватый цвет. После выветривания аммиака, надпись снова стала невидимой.

Аммиак быстро выветривается, так что моя надпись была видимой очень недолго.

Эксперимент 5

Приготовление невидимых чернил при помощи свечки.

Для эксперимента необходимо: свечка, кисточка, белый лист бумаги, краски.

На белом листе бумаги белой свечкой я сделал надпись. Лист остался белым. Затем взял кисточку, краски и закрасил лист краской. Весь лист окрасился, кроме тех мест, где было написано свечкой. Текст стал легко читаемым на фоне краски.

Выводы.

1). Изготовить невидимые чернила можно дома из легкодоступных в домашнем обиходе веществ. Я использовал молоко, лимон, йод, свечку. Причем изготовить их может даже ребенок.

2). Но не все виды невидимых чернил можно изготовить дома. Для некоторых чернил необходимы химические реактивы, которых не бывает в домашнем обиходе. Для некоторых нужны ультрафиолетовые лампы, которые тоже не всегда бывают дома.

3). В ходе своей работы я убедился, что эксперименты очень увлекательное и интересное занятие. Но их лучше проводить вместе со взрослыми, так как для экспериментов использовались элементы нагревания, а в одном эксперименте химические препараты.

4). При проявлении чернил теплом удобнее использовать утюг, чем свечку, так как, держа бумагу над огнем, есть опасность, что бумага вспыхнет.

5). Вещества, содержащиеся в лимоне и молоке при нагревании, разрушаются и приобретают коричневый цвет. А крахмал, содержащийся в бумаге при контакте с йодом окрашивается в синий цвет.

Заключение.

В ходе проведенной мной работы я изучил историю возникновения невидимых чернил, каких видов они бывают. Узнал много способов изготовления невидимых чернил и некоторые из них я изготовил самостоятельно в домашних условиях.

Таким образом, я полностью подтвердил выдвинутую в начале работы гипотезу, невидимые чернила существуют и их можно изготовить в домашних условиях.

Целью моей работы было провести эксперименты по изготовлению невидимых чернил, и я добился своей цели в процессе этой работы.

Список используемой литературы и интернет-сайтов.

https://ru.wikipedia.org

http://cryptohistory.ru/

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/chernila.html?page=0,1

http://www.patlah.ru/etm/etm-13/dom%20tipografia/sekret%20cernil/sekret%20cernil.htm

Инструкция к набору «Большая химическая лаборатория»