化学家园

关于隐形墨水的研究

                                      

文章作者：韩容欣　方园　项秀平　陈素琴

指导老师：王加奖

 

一、背景

在一些侦探小说和魔术中，时常会出现让人感到惊奇的隐形墨水。随着中学化学学科的学习，我们对隐形墨水的显色原理有了一些了解，因此在研究性学习倡导的“学科知识和兴趣爱好兼顾”的前提下，我们提出了本课题。

 

二、目的及意义

熟悉一些变色反应的原理和化学实验的操作，提高对化学学科的兴趣；加强小组合作能力，拓展知识面；尝试着去寻找一些简单、方便，运用较为实际的隐形墨水。

 

三、活动计划

任务分工：查阅资料（全体）；

实验记录：方园、项秀平；

活动记录：陈素琴；

具体计划制定：韩容欣。

 

四、实验步骤

阶　　段	主要任务
资料的查阅、筛选、整理	查找与变色反应有关的资料，并进行学习、筛选
进行验证性实验	设计较简单的实验操作，对获得的    资料进行验证，并进行再一次筛选
制作模型	制作隐形墨水的试验笔

　

五、研究过程

１．资料的查阅、筛选、整理

在这个阶段中，小组的任务是通过网络、图书资料两种途径对隐形墨水的种类和原理进行具体的了解。查找的同时，也是一个筛选的过程，主要是翻阅近年来化学刊物和网上有关变色反应的介绍和说明。筛选的标准则主要是依据反应类型。因为反应物结构不太复杂，我们能轻松地进行筛选。该阶段工作量比较大，通过小组成员的讨论和整理，我们把所得的资料大致分成四类：

第一类：酸验型变色反应。例如：酸液使溴瑞香草蓝变黄，再滴加碱液可变蓝，利用溴瑞香草蓝变色反应制作隐形墨水试验笔。

第二类：沉淀型反应。例如：由硝酸铅或硝酸银溶液与硫化铵溶液作用，产生黑色的硫化铅或黑色的硫化银沉淀。

第三类：同种物质在不同种溶剂中显色不同。例如：碘在水中显黄色、在乙醇中显棕色、在四氯化碳中显紫色。

第四类：晶体颜色的变化。例如：白色FeSO₄遇水变成绿色的FeSO₄+7H₂O。

以上四类是我们经过查阅获得的有关变色反应的四类准备重点研究的内容。

在这一阶段，我们翻阅了比较多的资料，从中也学到了不少知识，接触了较多的变色反应。

２．对所获得的资料进行验证性实验

这个阶段要求我们设计比较简单的实验操作，对所获的材料进行验证。

在这个阶段，我们的任务相对比较轻，研究的重点主要是设计实验操作，同时通过做实验的过程，对所获得的资料再进行一次筛选。

本小组所做过的实验有：柠檬酸遇紫色石蕊变红、氨水遇酚酞变红、淀粉遇碘变蓝、AgNO₃＋KI变成黄色的碘化银、PbNO₃+KI生成黄色的PbI等实验，效果基本与资料介绍的相符。但同时我们也遇到了一些困难，尤其是实验室药品缺少，有些实验不能进行。比如：溴瑞香草蓝指示剂的显色反应。同时，我们把在化学学习中遇到的FeCl₃+KSCN变红的实验也加入了我们的研究范围，并对它的原理进行了学习。做实验的同时，对上一阶段所获得的材料进一步地筛选。选择的标准主要有：反应物的稳定、反应的安全、反应材料是否容易获得、操作是否简便和实用。

３．得出结果

经过对资料的查找和验证性实验，本小组基本确立了几种变色反应，并准备将其制作成模型——隐形墨水实验笔。我们小组确定的类型主要有：柠檬酸遇紫色石蕊变红、FeCl₃+KSCN变红、PbNO₃+KI生成黄色的PbI、AgNO₃＋KI变成黄色的碘化银。选择这四种变色反应的主要原因是由于反应物容易获得，在实验室中都能找到相关的反应物，并且这些反应物都比较稳定，适合长期储存。最后，反应物及反应过程较安全且操作简单。

六、制作模型的主要工序

１．将原有的水彩笔的颜色洗褪

２．将棉芯和笔头放在特定的溶液中浸泡数分钟

３．重新安装好笔并取一张白纸进行实验

在这样相同的工序下，小组成员共同完成了四支实验笔的制作。研究的最后，我们对之前的研究活动进行了总结，并得出了结题报告。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2006年08月29日 星期二 20:40】【 加入博采】【打印】