什么材料遇水顯影?
什么材料遇水顯影?
相信有很多人在孩童時(shí)代便已看過(guò)或玩過(guò)所謂的「隱形墨水」,當(dāng)時(shí)一定會(huì)感覺(jué)到相當(dāng)?shù)暮闷妫词垢嬷蛞矡o(wú)法了解。然而當(dāng)我們學(xué)過(guò)國(guó)小自然科、國(guó)中理化或高中化學(xué)之后,對(duì)應(yīng)形墨水的原理便能恍然大悟了。其實(shí)當(dāng)時(shí)的隱形墨水之原理也非常簡(jiǎn)單,它僅僅是利用酸檢指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化而已,除了應(yīng)用化學(xué)變化中的酸堿中和之原理之外,還可利用其它的化學(xué)反應(yīng)—如沈淀反應(yīng)、氧化還原、錯(cuò)離子形成及催化反應(yīng)等現(xiàn)象,來(lái)配制隱形墨水。為了進(jìn)一步揭開(kāi)隱形墨水的秘密,以下僅以酸堿型、沈淀型、錯(cuò)離子型、氧化還原型及催化型等五種隱形墨水的配制與使用加以說(shuō)明供作參考。一、酸驗(yàn)型之隱形墨水將酸堿指示劑如酚鈦溶液滴2滴于酸性溶液(如0.1MHCl)中,并利用毛刷沾酸性溶液將濾紙涂滿(mǎn),待干后再利用毛筆沾取堿性溶液(如0.5MNaOH
導(dǎo)讀相信有很多人在孩童時(shí)代便已看過(guò)或玩過(guò)所謂的「隱形墨水」,當(dāng)時(shí)一定會(huì)感覺(jué)到相當(dāng)?shù)暮闷妫词垢嬷蛞矡o(wú)法了解。然而當(dāng)我們學(xué)過(guò)國(guó)小自然科、國(guó)中理化或高中化學(xué)之后,對(duì)應(yīng)形墨水的原理便能恍然大悟了。其實(shí)當(dāng)時(shí)的隱形墨水之原理也非常簡(jiǎn)單,它僅僅是利用酸檢指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化而已,除了應(yīng)用化學(xué)變化中的酸堿中和之原理之外,還可利用其它的化學(xué)反應(yīng)—如沈淀反應(yīng)、氧化還原、錯(cuò)離子形成及催化反應(yīng)等現(xiàn)象,來(lái)配制隱形墨水。為了進(jìn)一步揭開(kāi)隱形墨水的秘密,以下僅以酸堿型、沈淀型、錯(cuò)離子型、氧化還原型及催化型等五種隱形墨水的配制與使用加以說(shuō)明供作參考。一、酸驗(yàn)型之隱形墨水將酸堿指示劑如酚鈦溶液滴2滴于酸性溶液(如0.1MHCl)中,并利用毛刷沾酸性溶液將濾紙涂滿(mǎn),待干后再利用毛筆沾取堿性溶液(如0.5MNaOH
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相信有很多人在孩童時(shí)代便已看過(guò)或玩過(guò)所謂的「隱形墨水」,當(dāng)時(shí)一定會(huì)感覺(jué)到相當(dāng)?shù)暮闷妫词垢嬷蛞矡o(wú)法了解。然而當(dāng)我們學(xué)過(guò)國(guó)小自然科、國(guó)中理化或高中化學(xué)之后,對(duì)應(yīng)形墨水的原理便能恍然大悟了。其實(shí)當(dāng)時(shí)的隱形墨水之原理也非常簡(jiǎn)單,它僅僅是利用酸檢指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化而已,除了應(yīng)用化學(xué)變化中的酸堿中和之原理之外,還可利用其它的化學(xué)反應(yīng)—如沈淀反應(yīng)、氧化還原、錯(cuò)離子形成及催化反應(yīng)等現(xiàn)象,來(lái)配制隱形墨水。為了進(jìn)一步揭開(kāi)隱形墨水的秘密,以下僅以酸堿型、沈淀型、錯(cuò)離子型、氧化還原型及催化型等五種隱形墨水的配制與使用加以說(shuō)明供作參考。 一、酸驗(yàn)型之隱形墨水 將酸堿指示劑如酚鈦溶液滴2滴于酸性溶液(如0.1M HCl)中,并利用毛刷沾酸性溶液將濾紙涂滿(mǎn),待干后再利用毛筆沾取堿性溶液(如0.5M NaOH)做為隱形墨水(無(wú)色透明),并在濾紙上寫(xiě)字,則便會(huì)在白色濾紙上出現(xiàn)粉紅色字來(lái)。如改用其它常用的酸檢指示劑(如廣用指示劑)加于酸性(或堿性)溶液中,再用毛刷將其涂在濾紙上而呈現(xiàn)紅色(或藍(lán)色)紙張,待干后用毛筆沾取堿性(或酸性)溶液在上述處理過(guò)的紅色濾紙(或藍(lán)色濾紙)上寫(xiě)字,便會(huì)出現(xiàn)紅色底藍(lán)色字(或藍(lán)色底紅色字)來(lái)。其結(jié)果列于表一,而常用指示劑之顏色變化范圍列于表二。 表一 酸堿型隱形墨水之顏色變化 0.1M HCl加指示劑 0.1M NaOH加指示劑 酚鈦(濾紙呈白色) 溴瑞香草藍(lán)(濾紙呈黃色) 廣用指示劑(濾紙呈紅色) 酚鈦(濾紙呈紅色) 溴瑞香草藍(lán)(濾紙呈藍(lán)色) 廣用指示劑(濾紙呈藍(lán)色) 0.5M HCl - - - 紅色底白色字 藍(lán)色底黃色字 藍(lán)色底紅色字 0.5M NaOH 白色底紅色字 黃色底藍(lán)色字 紅色底藍(lán)色字 - - - 表二 常用指示劑之顏色變化 指示劑 pH和顏色變化范圍 酚鈦 8.2(無(wú)色)~10.0(紅色) 溴瑞香草藍(lán) 6.0(黃色)~7.6(藍(lán)色) 廣用指示劑 4 5 6 7 8 9 10 紅 橙 紅 綠 藍(lán) 靛 紫 二、沈淀型之隱形墨水 利用兩種不同的化合物反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不溶性之有色沈淀物來(lái)配制成沈淀型隱形墨水,例如(1)由硝酸鉛或硝酸銀溶液與硫化銨溶液作用產(chǎn)生黑色的硫化鉛(PbS)或黑色的硫化銀(Ag2S)沈淀。(2)由硝酸鉛或硝酸銀溶液與碘化鉀溶液作用產(chǎn)生黃色的碘化鉛(PbI2)或黃色的碘化銀(AgI)沈淀。(3)由硝酸鉛或硝酸銀溶液與氯化鈉溶液作用產(chǎn)生白色的氯化鉛(PbCl2)或白色的氯化銀(AgCl)沈淀。前者(1)與(2)可在白色濾紙上呈現(xiàn)出黑色或黃色字體,而后者(3)可在預(yù)先染成黑色的濾紙上呈現(xiàn)白色字體來(lái)。其結(jié)果列于表三,其反應(yīng)方程式如下: Pb2+(aq)+S2-(aq)→PbS(s)黑色 2Ag+(aq)+S2-(aq)→Ag2S(s)黑色 Pb2+(aq)+2I-(aq)→PbI2(s)黃色 Ag+(aq)+I-(aq)→AgI(s)黃色 Pb2+(aq)+2Cl-(aq)→PbCl2(s)白色 Ag+(aq)+Cl-(aq)→AgCl(s)白色 表三 沈淀型隱形墨水之顏色變化 硫化銨溶液 (NH4)2S (濾紙呈白色) 碘化鉀溶液 KI (濾紙呈白色) 氯化鈉溶液 NaCl (濾紙先染成黑色) 硝酸鉛溶液 Pb(NO3)2 白色底 黑色字 白色底 黃色字 黑色底 白色字 硝酸銀溶液 AgNO3 白色底 黑色字 白色底 黃色字 黑色底 白色字 三、錯(cuò)離子型之隱形墨水 由金屬陽(yáng)離子和非金屬陰離子結(jié)合成有色的錯(cuò)離子(Complex ion)來(lái)配制而成隱形墨水。例如(1)由氯化鐵溶液和硫氰酸鉀溶液作用形成紅色的硫氰酸鐵[Fe(SCN)2+]錯(cuò)離子。(2)由可溶性淀粉溶液和碘液作用而形成深藍(lán)色的I3--Starch錯(cuò)離子。(3)由氯化鐵或氯化亞鐵與亞鐵氰化鉀或鐵氰化鉀溶液作用皆分別形成深藍(lán)色錯(cuò)化合物,其結(jié)果列于表四,其反應(yīng)方程式如下: Fe3+(aq)+SCN-(aq)→Fe(SCN)2+紅色 I3-(aq)+Starch→I3—Starch深藍(lán)色 4Fe3+(aq)+3Fe(CN)64-(aq)→Fe4[Fe(CN)6]3深藍(lán)色 3Fe2+(aq)+2Fe(CN)63-(aq)→Fe3[Fe(CN)6]2深藍(lán)色 表四 錯(cuò)離子型之隱形墨水顏色變化 氯化鐵溶液 FeCl3 (濾紙呈淡棕色) 碘-碘化鉀溶液 (I3-) (濾紙呈棕色) 氯化亞鐵溶液 FeCl2 (濾紙呈淡棕色) 硫氰酸鉀溶液 KSCN 棕色底 紅色字 - - 可溶性淀粉溶液 Soluble starch - 棕色底 深藍(lán)色字 - 亞鐵氰化鉀溶液 K4Fe(CN)6 淡棕色底 深藍(lán)色字 - - 鐵氰化鉀溶液 K3Fe(CN)6 - - 淡棕色底 深藍(lán)色字 四、氧化還原型之隱形墨水 由氧化劑與還原劑作用時(shí)產(chǎn)生顏色變化(產(chǎn)生或消失)之現(xiàn)象而配制成隱形墨水。例如(1)由硫代硫酸鈉溶液與碘液作用時(shí)碘液的棕色會(huì)消失。(2)由過(guò)氧二硫酸鉀溶液將碘化鉀溶液中之碘離子氧化成碘分子而呈現(xiàn)棕色。(3)由草酸將紫紅色的過(guò)錳酸鉀溶液還原成無(wú)色的錳離子。其結(jié)果列于表五,其反應(yīng)方程式如下: I2+2S2O32-→2I-+S4O62- 棕色 無(wú)色 2I-+S2O82-→I2+2SO42- 無(wú)色 棕色 5C2O42-+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O 紫紅色 無(wú)色 表五 氧化還原型隱形墨水之顏色變化 碘酒 I2 (濾紙呈棕色) 碘化鉀溶液 KI (濾紙呈白色) 過(guò)錳酸鉀溶液 KMnO4 (濾紙呈紫紅色) 硫代硫酸鈉溶液 Na2S2O3 (還原劑) 棕色底 白色字 - 紫紅色底 白色字 過(guò)氧二硫酸鉀溶液 K2S2O6 (氧化劑) - 白色底 棕色字 - 草酸鈉溶液 Na2C2O4 (還原劑) - - 紫紅色底 白色字 五、傕化型之隱形墨水 由于催化劑之催化作用而使化學(xué)反應(yīng)發(fā)生而且產(chǎn)生明顯的顏色變化來(lái)配制的隱形墨水。例如(1)由二鉻酸鉀(K2Cr2O7)催化過(guò)氧化氫而分解成水和氧氣時(shí),二鉻酸鉀先轉(zhuǎn)變成暗褐色的過(guò)氧二鉻酸鉀(K2Cr2O9),隨后又會(huì)放出氧氣而回復(fù)為原來(lái)的二鉻酸鉀。(1)魯米諾(Lumionl)在堿性溶液和雙氧水存在下受到Fe3+或Fe2+等離子之催化而出現(xiàn)藍(lán)綠色光。因此若將二鉻酸鉀溶液處理在濾紙上,隨后用毛筆沾取雙氧水在濾紙上寫(xiě)字,則會(huì)出現(xiàn)暗褐色字體,但不久又會(huì)消失。若將赤血鹽[K3Fe(CN)6]、氯化鐵(FeCl3)或氯化亞鐵(FeCl2)溶液分別處理在濾紙上,然后在魯米諾之氫氧化鈉溶液中加入少許雙氧水,于暗室內(nèi)在濾紙上寫(xiě)字,則會(huì)出現(xiàn)藍(lán)綠色光之字跡,但不久又會(huì)消失。其結(jié)果列于表六。 表六 催化型隱形墨水之顏色變化 二鉻酸鉀溶液 K2Cr2O7 (濾紙呈橘紅色) 赤血鹽溶液 K3Fe(CN)6 (濾紙呈紅色) 氯化鐵溶液 FeCl3 (濾紙呈淡棕色) 氯化亞鐵溶液 FeCl2 (濾紙呈淡棕色) 雙氧水 (H2O2) 橘紅色底暗褐色字隨后又消失 - - - 魯米諾之堿性溶液 (Lumionl/NaOH) - 于暗室內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)綠色光字,隨后又消失 于暗室內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)綠色光字跡,但在光線下呈深棕色字跡 于暗室內(nèi)呈現(xiàn)藍(lán)綠色光字跡,但在光線下呈深棕色字跡 六、結(jié)論 上述所介紹的五種隱形墨水乃是分別由不同的化學(xué)藥品,如酸堿性溶液和指示劑,沈淀劑、氧化劑、還原劑、錯(cuò)化劑或催化劑及發(fā)光劑等分別調(diào)配而成無(wú)色透明的溶液作為隱形墨水,而且必須分別在特殊藥品處理過(guò)之濾紙上來(lái)寫(xiě)字,才會(huì)由于分別發(fā)生酸堿中和、產(chǎn)生沈淀、氧化還原、形成錯(cuò)離子或錯(cuò)化合物或催化作用等而出現(xiàn)各種不同顏色的字體,此乃為隱形墨水之秘密所在。 若將上述幾種隱形墨水加以混合,則便可同時(shí)針對(duì)不同藥品處理的濾紙寫(xiě)出不同顏色的字體來(lái),由此配制成一綜合型的隱形墨水。如將碘化鉀溶液、硫代硫酸鈉溶液及硫氰酸鉀溶液等混合成一綜合型的隱形墨水時(shí),便可分別在硝酸鉛溶液、碘酒溶波及氯化鐵溶液等處理過(guò)的濾紙上寫(xiě)出白底黃色字體(PbI2)、棕褐色底白色字(I-)及白色底紅色字[Fe(SCN)2+]來(lái)。 我還有一個(gè)很簡(jiǎn)單的方法,只需要水,兩張紙和一支鉛筆,把兩張紙用水弄濕,放在一起,用鉛筆在上面寫(xiě)字,寫(xiě)完以后可以看見(jiàn)下面一張紙上也有字跡,就像用鉛筆在上面寫(xiě)的一樣,然后把下面的一張紙弄干,上面的字就消失了,什么也沒(méi)有,如果想看讓它在出來(lái),就用水把它弄濕,方法簡(jiǎn)單吧,知道原理是什么嗎。自己試一試,一看就明白的。可以說(shuō)我的方法最簡(jiǎn)單,自己的口水就可以弄出來(lái)啦。
什么材料遇水顯影?
相信有很多人在孩童時(shí)代便已看過(guò)或玩過(guò)所謂的「隱形墨水」,當(dāng)時(shí)一定會(huì)感覺(jué)到相當(dāng)?shù)暮闷妫词垢嬷蛞矡o(wú)法了解。然而當(dāng)我們學(xué)過(guò)國(guó)小自然科、國(guó)中理化或高中化學(xué)之后,對(duì)應(yīng)形墨水的原理便能恍然大悟了。其實(shí)當(dāng)時(shí)的隱形墨水之原理也非常簡(jiǎn)單,它僅僅是利用酸檢指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化而已,除了應(yīng)用化學(xué)變化中的酸堿中和之原理之外,還可利用其它的化學(xué)反應(yīng)—如沈淀反應(yīng)、氧化還原、錯(cuò)離子形成及催化反應(yīng)等現(xiàn)象,來(lái)配制隱形墨水。為了進(jìn)一步揭開(kāi)隱形墨水的秘密,以下僅以酸堿型、沈淀型、錯(cuò)離子型、氧化還原型及催化型等五種隱形墨水的配制與使用加以說(shuō)明供作參考。一、酸驗(yàn)型之隱形墨水將酸堿指示劑如酚鈦溶液滴2滴于酸性溶液(如0.1MHCl)中,并利用毛刷沾酸性溶液將濾紙涂滿(mǎn),待干后再利用毛筆沾取堿性溶液(如0.5MNaOH
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