close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

работа

код для вставки
I Всероссийский конкурс детских исследовательских проектов
«Первые шаги в науку»
Научно-исследовательская работа
Невидимые чернила
Тематика работы: естествознание
Выполнена учеником 3 «е» класса
муниципального бюджетного образовательного
учреждения муниципального образования "Город
Архангельск"
"Средняя школа № 35"
имени Героя Советского Союза П. И.Галушина
Кузьмич Кириллом Романовичем
Научный руководитель – учитель начальных
классов муниципального бюджетного
образовательного учреждения муниципального
образования "Город Архангельск"
"Средняя школа № 35"
имени Героя Советского Союза П. И.Галушина
Балашова Наталья Анатольевна.
г. Архангельск
2015
1
Оглавление
1. Введение
3
2. Теоретическое исследование проблемы.
2.1. Что такое невидимые чернила?
4
2.2. История возникновения невидимых чернил.
5
2.3. Виды проявляющихся симпатических чернил.
7
3. Технология изготовления невидимых чернил в домашних условиях.
10
4. Заключение
13
5. Список использованной литературы и Интернет - источников.
14
6. Приложение
15
2
Введение
Разные шпионские штучки всегда интересуют мальчишек. Вы хотите
передать секретное послание своему другу, но при этом вам нужно чтобы
содержание никто не прочитал. Есть выход из положения. Часть письма вы
пишите обычными чернилами, а секретную - невидимыми. Невидимые чернила
– часть любого шпионского фильма или литературного произведения про
разведчиков. Как сделать исчезающие чернила? Этот вопрос волновал не одно
поколение людей, ведь секреты, которые необходимо скрыть, существовали
всегда. Для меня, как и для многих детей, очень интересно узнать, из чего же
можно сделать такие «волшебные» чернила? Вот бы было здорово самому
узнать секреты настоящих разведчиков, и научиться ими пользоваться.
Тема работы: невидимые чернила.
Гипотеза: невидимые чернила существуют и их можно изготовить в домашних
условиях своими руками.
Цель: научиться изготавливать невидимые чернила.
Задачи:
1. Изучить историю возникновения невидимых чернил.
2. Узнать о видах невидимых чернил и способах их получения.
3. Проверить свою гипотезу о возможности самостоятельного изготовления
невидимых чернил.
4. Изготовить невидимые чернила в домашних условиях своими руками.
Объект исследования: невидимые чернила.
Предмет исследования: вещества, исчезающие при нанесении на бумагу и
проявляющиеся на ней при определённых условиях.
Методы исследования: изучение и анализ научной литературы и Интернет –
ресурсов по проблеме; проведение опытов по изготовлению невидимых чернил.
3
2.Теоретическое исследование проблемы.
2.1.Что такое невидимые чернила.
Прежде всего, необходимо узнать, что такое невидимые чернила.
Невидимые (симпатические) чернила – это чернила, записи которыми
являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при
определенных условиях (нагрев, химический проявитель, ультрафиолетовые
или инфракрасные лучи и др.).
В ходе исследования, мы выяснили, что все симпатические чернила
можно разделить на 2 группы: проявляющиеся и исчезающие. Проявляющиеся
чернила не оставляют следа на бумаге после их высыхания. Они представляют
собой бесцветные или слабоокрашенные растворы. Надписи или изображения,
сделанные такими чернилами, становятся видимыми (проявляются) только при
создании
специальных
условий:
нагревании
или
обработке
другими
веществами.
Все предыдущие варианты чернил невидимы изначально, но существуют
вещества, которые первоначально имеют цвет, во время письма хорошо видны,
а под воздействием времени или веществ в воздухе обесцвечиваются. В этом
случае документ теряет свою силу, превращаясь в обычный чистый лист
бумаги.
Существует
целая
наука,
занимающаяся
стеганография.
4
невидимыми
письмами
-
2.2.
История возникновения невидимых чернил.
История невидимых чернил уходит корнями в глубокую древность. С давних
времён невидимые чернила использовались для сохранения тайны переписки.
Сколько секретов скрывалось благодаря тайнописи, которая наносилась
специальными веществами.
Знаменитый древнеримский поэт Овидий указывал на возможность письма
молоком, в этом случае написанное проявляется от нагрева.
Древнегреческий философ Филон Александрийский ещё в I веке приводил
пример рецепта невидимых чернил из сока чернильных орешков - это такие
образования на листьях растений, вызванные насекомыми или грибком. В его
случае буквы проявлялись после воздействия на написанное раствором
железомедной соли.
Секрет тайнописи Плиния Старшего заключался в использовании сока
растений.
Китайский император Цин Шихуанди использовал для своих тайных писем
густой рисовый отвар. Если такое письмо слегка смочить слабым раствором
йода, то появляются синие буквы.
Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком.
Буквы становились видимыми при нагревании бумаги.
Знаменитая шпионка Мата Хари тоже использовала секретные чернила.
Буквы, написанные раствором хлорида кобальта, совершенно невидимы и
проявляются, делаясь синими, при нагревании бумаги.
Владимир Ильич Ленин использовал для тайнописи сок лимона или
молоко. Для проявления письма в этих случаях достаточно подержать бумагу
несколько минут над огнём.
Русские революционеры писали молоком секретные сведения между строк
обычных писем. Правда, эта уловка была достаточно хорошо известна
сотрудникам тюрем, поэтому большого успеха такая переписка не имела.
5
Химическими чернилами пользовались немецкие шпионы. В 1915 году
из Англии в Норвегию шпионом было отправлено письмо, в которое он вложил
важный документ. На первый взгляд, это была нотная тетрадь. Между строчек
нотной тетради немецкий агент сделал надписи с помощью симпатических
чернил. Британская контрразведка смогла проявить эту тайнопись, что привело
к разоблачению германского шпиона.
В состав чернил входил калий, текст
стал видимым после обработки бумаги солями железа.
Сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при
освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных
денег.
В ходе работы мы узнали, что
невидимые чернила были известны
людям ещё в древности, что они широко применялись для тайной переписки,
что существует много рецептов невидимых чернил.
6
2.3. Виды проявляющихся симпатических чернил
В зависимости от характера взаимодействия веществ, проявляющиеся
симпатические чернила можно разделить на такие виды:
 химические;
 фоточувствительные;
 люминесцентные;
 термочувствительные;
 влагочувствительные.
В ходе работы мы выяснили, в чем различие этих видов симпатических
чернил.
Химические чернила
В состав химических чернил входят бесцветные или слабо окрашенные
вещества, которые способны реагировать с другими веществами, образуя ярко
окрашенные продукты. Раствор «чернил» наносится на бумагу и высушивается
при комнатной температуре. Полученное скрытое изображение проявляется
раствором другого вещества (проявитель) при помощи пульверизатора или
ватного тампона. Иногда проявитель представляет собой газообразное
вещество.
Фоточувствительные чернила
Фоточувствительными называются чернила, способные проявляться или
исчезать под действием света.
Первая группа таких чернил содержит бесцветные или слабоокрашенные
вещества, которые разлагаются при освещении видимым светом. Продукты
разложения таких веществ окрашены или образуют окрашенные соединения в
результате взаимодействия с другими компонентами чернил.
Ко второй группе относятся чернила, «исчезающие» при освещении и
снова проявляющиеся в темноте.
Фоточувствительные чернила наносят на бумагу и высушивают на
воздухе. Надпись проявляют или удаляют, освещая ее ярким солнечным
светом.
7
Люминесцентные чернила
Эта группа чернил содержит бесцветные либо слабо окрашенные
вещества, способные к люминесценции под действием ультрафиолетового
излучения. Для проявления таких чернил надпись освещают ультрафиолетовой
лампой. После прекращения действия ультрафиолета
надпись исчезает.
Люминесцентные чернила активно используются полицией и спецслужбами, а
также студентами – во время контрольных или экзаменов.
Влагочувствительные чернила
Невидимые надписи или изображения, сделанные влагочувствительными
чернилами, проявляются водой или водяным паром. Такие чернила делятся
на две группы:
Просвечивающие чернила. Надписи, сделанные ими, после высыхания на
бумаге совершенно незаметны, но проявляются, если подержать её в воде в
течение 2 – 3 минут. Участки бумаги, пропитанные этими чернилами,
становятся под действием воды полупрозрачными. При высыхании бумаги
надпись исчезает, но вновь появляется при погружении в воду.
Клеящие
чернила.
Изображения
или
надписи,
сделанные
ими,
проявляются водяным паром с последующей обработкой порошком пигмента.
Для проявления бумагу с невидимой надписью держат над водяным паром
(100°С) в течение 5 секунд, не допуская
образования на ней капелек воды.
Затем, держа бумагу вертикально, посыпают её очень мелким порошком
какого-нибудь
окрашенного
вещества.
Избыток
порошка
удаляют
стряхиванием. Участки бумаги, пропитанные указанными чернилами, после
обработки паром становятся липкими и за счёт этого удерживают частицы
пигмента – надпись «проявляется». В качестве таких чернил можно
использовать водные растворы сахарозы, глюкозы, нагретые растворы
желатина, растворов столярного клея (1–3 %) и других клеящих веществ.
Термочувствительные чернила
В состав термочувствительных симпатических чернил входят бесцветные
или слабо окрашенные вещества, которые переходят в окрашенные соединения
8
при нагревании. Во многих случаях окраска появляется в результате
взаимодействия компонентов чернил с бумагой. Чернила наносятся на бумагу и
высушиваются при комнатной температуре. Сделанные ими надписи и рисунки
незаметны. Они проявляются при нагревании до 120–180°С, например, если
бумагу прогладить горячим утюгом, подержать ее над пламенем или сильно
нагретой электроплиткой.
В зависимости от характера химического воздействия на бумагу при
проявлении скрытого изображения, термочувствительные чернила можно
разделить на 3 группы:
Дегидратирующие чернила. Это − разбавленные водные растворы серной
или фосфорной кислоты, гидросульфата натрия. При нагревании
указанные
вещества обезвоживаются. В результате бумага обугливается и появляется
надпись, окрашивается в цвета от светло-коричневого до черного.
Окисляющие чернила. В их состав входят вещества, способные при
нагревании окислять материал бумаги и восстанавливаться
с образованием
окрашенных соединений.
Нейтральные чернила.
К таким чернилам относятся, например, соки
лимона, репчатого лука, яблок, а также молоко и сыворотка крови.
Органические вещества, входящие в их состав при нагревании разлагаются с
образованием продуктов, окрашенных в цвета от жёлтого до светлокоричневого.
Таким образом, мы узнали, что проще всего в домашних условиях
изготовить и использовать термочувствительные чернила нейтральной группы.
9
3. Технология изготовления невидимых чернил в домашних условиях.
В наше время, с развитием химии, получить такие чернила очень просто,
можно использовать сотни разных веществ, фруктовых соков и предметов
бытовой химии.
Проанализировав литературу, мы выяснили, что для приготовления
невидимых и исчезающих чернил есть несколько доступных способов, которые
легко можно применить дома.
Чернила
Проявитель
Яблочный сок, картофельный сок, сок лимона Нагрев
Сок лука
Нагрев
Молоко
Нагрев
Кока-кола
Нагрев
Крахмал, рисовый отвар
Йодная настойка
Мы выяснили, что некоторые вещества, содержащиеся в молоке, соке лука или
в картофельном соке, разрушаются быстрее под действием тепла, чем
загорается сама бумага, и выделяются продукты горения. Поэтому мы можем
видеть коричневые надписи на листе бумаги. В ходе работы мы изготовим
такие чернила.
Этап 1: тестируем инструменты и приспособления для письма.
 Тестируем инструменты.
Инструмент
Результат
Пипетка
Писать неудобно, лучше рисовать символы.
Кисть
Писать неудобно, лучше выполнять рисунки.
Заострённая палочка
Удобно писать буквы.
Ватная палочка
Удобно писать буквы и выполнять рисунки.
 Тестируем бумагу.
10
Тип бумаги
Результат
Цветная
Не видно надписей.
Белая офисная
Рвётся от воды, царапает зубочистка.
Белый картон
Удобно писать буквы и выполнять рисунки.
Наш опыт показал, что лучший инструмент для письма – это ватная палочка.
Бумагу лучше взять твёрдую белую или картон.
Этап 2: приготовление невидимых чернил.
 Приготовление невидимых чернил из лимона
Нам понадобятся: половинка лимона, вода, стаканчик, заострённая палочка,
белый лист бумаги. Выдавим сок из лимона в стакан, добавим такое же
количество воды. С помощью заострённой палочки сделаем надпись на бумаге,
дадим ей высохнуть. Чтобы проявить надпись, надо нагреть листок бумаги над
электрической лампой. Лимонная кислота темнеет при воздействии
температуры, чернила становятся видимыми. Лимонный сок приятно пахнет, не
заметен при высыхании, но долго сохнет, проявляется слабо жёлто-коричневым
оттенком букв.
 Приготовление невидимых чернил из рисового отвара
Для эксперимента нам понадобится: рисовый отвар, стаканчик, ватная палочка,
белый лист бумаги, раствор йода. Нанесём рисовый отвар с помощью ватной
палочки на бумагу, подождём высыхания. Чтобы запись проявить, провести по
ней тампоном, смоченным раствором йода. Буквы становятся синего цвета за
счёт крахмала, который находится в рисе.
 Приготовление невидимых чернил из молока
Для эксперимента нам понадобится: молоко, стаканчик, кисточка, белый лист
бумаги. Налить в стаканчик молоко. Обмакнуть кисточку в молоко и сделать
надпись. Дать молоку высохнуть. От букв не останется ни следа, ни запаха.
Затем нагреть бумагу, прогладив горячим утюгом, и на ней проступит
написанное, так как молоко при нагревании изменит цвет до светло11
коричневого. Эксперимент позволил доказать, что надпись проявляется от
воздействия любого тепла.
 Приготовление невидимых чернил из соды
Для эксперимента нам понадобится: сода, вода, стаканчик, ватная палочка,
белый лист бумаги. Необходимо приготовить концентрированный раствор соды
– 1 чайная ложка на 2 – 3 чайные ложки воды, все перемещать. Сделать надпись
ватной палочкой. При нагревании утюгом проступает темно-коричневый текст.
Этот текст оказался самым ярким.
Этап 3: тестируем невидимые чернила.
Вид чернил
Способ
Цвет
Запах
Результат
Жёлто-
Приятно
Имеют запах,
коричневый
пахнет
долго сохнут
Серовато-
Не остаётся
Трудно готовить
проявления
Чернила из
Тепло
лимона
Чернила из
Йод
рисового
синий
и проявлять
отвара
Чернила из
Тепло
соды
Тёмно-
Не остаётся
коричневый
Легко готовятся,
долго хранятся,
высыхают
быстрее, цвет
более яркий
Чернила из
молока
Тепло
Светлокоричневый
Не остаётся
Не остаётся ни
следа, ни запаха
Таким образом, мы доказали, что в домашних условиях можно получить
теплочувствительные невидимые чернила из легкодоступных в домашнем
обиходе веществ. Проявлять невидимые записи в домашних условиях можно с
помощью, свечи, лампы, но наиболее удобный и безопасный способ - это с
помощью утюга. Самыми лучшими самодельными невидимыми чернилами
можно считать чернила из соды. Они легко готовятся, долго храниться, не
12
имеют запаха, высыхают быстрее других чернил, незаметны на бумаге и
проявляются ярче.
Заключение
В результате работы над проектом мы выяснили, что невидимые чернила
были известны людям ещё в древности, что они широко применялись для
тайной переписки, что существует много рецептов невидимых чернил.
Невидимые (симпатические) чернила – это чернила, записи которыми являются
невидимыми и становятся видимыми только при определённых условиях. Для
чернил, изготовленных из разных веществ нужны разные способы их
проявления.
Мы решили все поставленные перед нами задачи: узнали, что такое
невидимые чернила, изучили
историю возникновения невидимых чернил,
узнали о видах невидимых чернил и способах их получения, выяснили, что
проще всего в домашних условиях изготовить термочувствительные чернила
нейтральной группы, создали «волшебные» симпатические чернила из
легкодоступных в домашнем обиходе веществ. Итак, мы добились той цели,
которую ставили перед собой в начале исследования.
Таким образом, мы полностью подтвердили выдвинутую нами гипотезу о
том, что изготовить невидимые чернила можно самостоятельно в домашних
условиях.
Я собираюсь поделиться своими знаниями о невидимых чернилах с
друзьями и вести с ними тайную переписку. Ведь это будет так интересно для
нас и непонятно для окружающих!
13
Список, используемой литературы и Интернет - источников
1. Алексинский В. Н. Занимательные опыты по химии. – М.: Просвещение,
1995.
2. Лаврова С.А. Загадки и тайны обычных вещей. – Изд. «Белый город», 2006.
3. Лаврова С.А. Моя первая книга. Занимательная химия для малышей. – Изд.
«Белый город», 2009.
4. Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения. –
М.: Химия, 1994.
http://ru.wikipedia.org
http://www.sdelaysam-svoimirukami.ru/50-nevidimye_chernila.html
http://akak.ru/recipes/8179-kak-sdelat-nevidimyie-chernila
http://peopleask.ru/kto-izobrel-chernila.html
http://www.kakprosto.ru/kak-68214-kak-sdelat-ischezayushchie-chernila
14
Приложение 1
Приготовление невидимых чернил
15
16
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
117
Размер файла
1 333 Кб
Теги
работа
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа