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1、1 / 10 魔术墨水的特性及显现研究近年来,市场上出现了一种新型书写材料魔术墨水。这种墨水可以用配套的专用笔进行书写,形成的字迹从外观上看和普通墨水书写字迹相似,但是过一段时间后字迹会自动消失。魔术墨水既可以作为恶作剧或者魔术表演的道具,也会被不法之徒利用进行犯罪。用魔术墨水书写的欠条、签订的合同,在字迹消失后,就变成了白条、无效合同。因此,了解魔术墨水颜色消失的原因,探讨魔术墨水的组成,研究魔术墨水造成白条的显现方法,就成了文件检验的一项重要任务。一、探讨魔术墨水变色的原因观察魔术墨水,发现魔术墨水外表呈现蓝色,瓶底有少量小颗粒透明沉淀。打开瓶盖有刺激性的气味出现,滴在纸上颜色变淡,最终消
2、失,味道也消失。实验 1:只有纸张会使魔术墨水变色吗?实验动机:是不是纸张有特殊成分,才使魔术墨水变色,那么遇到别的物质就不会变色?方法:找一些物品 各种的纸张及棉布、金属、玻璃),将魔术墨水滴上去,观察其颜色变化并记录。结果如下表物品名称变化情形打印纸形成水珠, 18 分后颜色消失。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页2 / 10 滤纸立刻扩散, 48 秒后颜色消失。卫生纸立刻扩散, 52 秒后颜色消失。棉布立刻扩散, 30 秒后颜色消失。铁形成水珠, 20 分后颜色消失。玻璃形成水珠, 25 分后颜色消失。发现:
3、魔术墨水遇到这些物质均变色,只是速度的快慢有所不同。变色时蓝色先变淡再变无色。魔术墨水的变色方式,可分成两种;一种是接触物质扩散后颜色约在数秒到数十秒之间变淡再消失,另一种是形成圆形水滴,颜色很慢约数十分后才消失。吸水性强的材料如棉布,扩散较快且变色速度较快。墨水遇到一些物质如金属、玻璃,形成水珠后外围渐渐变淡,中间部分颜色较深都需花费较多时间,约18 分至 25 分才能变色。变色前有刺激性的味道,变色后则无味道。结论:因为魔术墨水滴在所有的物质上都会变色,因此可知魔术墨水的变色不是一种和特定种类的物质起反应,而是和外界作用。实验 2:魔术墨水的颜色消失是一种挥发的现象吗?实验动机:猜想魔术墨
4、水是不是涂在纸上,有颜色、有味道的东西沸点较低,而离开物质表面。方法:利用抽气的方法,将沸点较低的物质抽离。结果:剩下的液体仍然为蓝色,涂在纸上依旧颜色可消失。结论:魔术墨水的变色不是一种东西挥发的现象,而可能是一种反应,也就是一种反应后变无色的效果。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页3 / 10 猜想:造成魔术墨水变色,应是外界共同的因素所影响;有阳光、温度和空气。实验 3:温度对魔术墨水变色的影响?实验动机:魔术墨水放在瓶里,温度较低。一打开接触到外界,温度变高,或是接触到外界的物质温度变高。方法:在 3 个载
5、玻片上各滴一滴墨水,分别放在常温25下、80热水上及 0冰块上,观察其变色的情形有何不同。结果:温度变化情况060 分钟转为无色2525 分钟转为无色806 分钟转为无色发现:温度高的变色速度较快。问题:若没有光线、空气的情形下,温度对魔术墨水的影响为何。方法:将魔术墨水吸进三支小吸管里,将两头用蜡密封,以防止空气进入。将此三支小吸管分别放进温度0、25、80的恒温箱中,隔绝阳光,再观察其变化。结果:温度变化情形0不变色25不变色80不变色发现:三支小试管均不变色。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页4 / 10 结
6、论:温度高可使变色较快,但是温度并不是魔术墨水变色的主要原因。实验 4:是光线造成魔术墨水变色吗?实验动机:阳光中紫外线经常造成衣服褪色,因此魔术墨水可能受到阳光的照射而变色。方法:把魔术墨水放在两个培养皿中,一个用黑色布包住,另一个不包住,同时放在太阳下,比较其结果。结果:两者皆会变色。结论:光线不是造成魔术墨水变色的原因。实验 5:空气是不是造成魔术墨水变色的原因?方法:将魔术墨水放在三个小吸管中,一个用蜡隔绝空气,另一个暴露于空气中,比较其结果。结果:墨水状态变化情形隔绝空气不变色暴露于空气中25 分钟后变无色发现:空气可以使魔术墨水变色的主要关键。问题:空气是一种混合物,空气中的什么成
7、分造成魔术墨水变色?是氮气?还是氧气或是二氧化碳?实验 6:是空气中的什么成份使魔术墨水变色?方法:将魔术墨水滴一滴放置于充满氮气、氧气、二氧化碳的塑胶袋中观察其变化。结果:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页5 / 10 气体种类反应情形氮气颜色无改变氧气颜色无改变二氧化碳15 秒后变无色结论:空气中的二氧化碳是魔术墨水变色的主要原因。猜想:二氧化碳遇到魔术墨水可产生碳酸,是不是魔术墨水遇到酸性溶液即可变色。实验 7:魔术墨水和酸碱溶液的作用为何?动机:魔术墨水是不是遇到酸性溶液变无色,遇到碱性溶液不变色。方法1
8、):取硼酸、柠檬酸、盐酸、醋酸先用酸碱指示纸测其pH 值再加入魔术墨水观察其变化。方法2 ):以氢氧化钠、小苏打、肥皂水碳酸钠水溶液先用酸碱指示纸测其 pH 值再加入魔术墨水观察其变化。结果1 ):溶液名称pH 值颜色硼酸45 立刻变无色柠檬酸23 立刻变无色盐酸01 立刻变无色醋酸23 立刻变无色结果2 ):溶液名称pH 值颜色氢氧化钠水溶液1213 不变色小苏打水溶液8 变无色肥皂水910 变浅蓝色精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 10 页6 / 10 氨水12 不变色发现:魔术墨水加入酸性溶液后立刻变成无色;魔术墨水
9、遇到强碱不变色,遇到弱碱变无色。问题:变成无色的溶液遇到碱是否可再变回蓝色?方法:将变成无色的溶液滴入氢氧化钠观察其变化。发现:变无色的魔术墨水可经由加入适量的碱性溶液而变回蓝色。结论:魔术墨水的变色是一种可逆进行的酸碱反应。二、探讨魔术墨水的组成实验 1:魔术墨水含有哪一种指示剂?方法1 ):取 5 的魔术墨水先用pH 测量仪测试魔术墨水的pH 值。取魔术墨水5 ,每次加水2 ,等它变成浅蓝色再测pH值,再变成无色后再测无色溶液的pH 值。结果:溶液颜色加水量pH 值深蓝色0 11.6 浅蓝色6 10.8 无色34 9.6 发现: 1 )pH 值越高,魔术墨水的蓝色越深。2 )魔术墨水变色的
10、范围约在109.6 之间。结论:魔术墨水含有指示剂成分,变色点在9.610 之间。查资料而知:变色的pH 值在 9.610 之间的指示剂可能为百精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页7 / 10 里酚酞溶液。实验 2:百里酚酞的性质是什么?方法: 1 )观察百里酚酞的颜色、外观及气味。2 )以微量的百里酚酞分别用20cc 的水、酒精、氢氧化钠水溶液加入搅拌,观察它的变化。结果: 1 )百里酚酞的颜色为淡灰蓝、粉末状无味的物质。2 )如下表溶剂名称溶解情形水不溶解,许多白色颗粒飘浮在水上酒精可以溶解,形成无色溶液氢氧化钠
11、水溶液溶解情形不大好,溶液呈淡蓝色。猜想:魔术墨水是把百里酚酞溶解在酒精中,再加入氢氧化钠水溶液。验证:配制pH 值 10、11、12、13、14 的标准碱性溶液,比较百里酚酞在各种pH 值下的颜色及加入1cc 的酒精作用后的差别。发现:加入酒精后溶解情形更好,溶液的颜色更蓝更鲜艳,也比较少有沉淀。实验 3:魔术墨水的 pH 值要调整到多少最理想?动机:既然百里酚酞可在强碱性溶液下形成蓝色溶液,为什么厂商所制造出的魔术墨水pH 值为 11.6 ?方法:配制pH 值 10、11、12、13、14 的标准碱性溶液,分别加入百里酚酞的酒精溶液,比较百里酚酞在各种pH值下的颜色精选学习资料 - - -
12、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 10 页8 / 10 及和纸张作用的情形。pH 值呈现的颜色和纸张作用的情形10 无色无色11 淡蓝色立刻变无色12 蓝色3 秒后变无色13 深蓝色5 分钟后变色14 深蓝色不变色发现:用 pH 值 12 的氢氧化钠水溶液,变色的效果、时间及安全性都最理想。综合以上的实验结果,得到的结论是:魔术墨水的颜色消失是一种反应,不是挥发的结果。魔术墨水的成分是百里酚酞加入pH值为 12 的氢氧化钠水溶液,再加入适量的溶剂 酒精)而形成。空气中的二氧化碳和魔术墨水中的氢氧化钠反应,使pH值降低,是魔术墨水变无色的原因。魔术
13、墨水变色原理是酸碱指示剂原理,因此变成无色的水溶液或纸张可经由加入适量的强碱使它变回蓝色。三、魔术墨水显现案件一例在对魔术墨水进行实验研究之后,笔者恰巧遇到了一起有关魔术墨水的案件。1、简要案情2018年 4 月 6 日,李某某到公安机关报案称,由于经济往来,4 月 2 日 11 时左右,其战友江某给他打了一张收条,他拿到后就放在了自己包里,大约下午3 点拿出来看时发现收条上的字迹已经褪去,收条变成了白条! 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页9 / 10 2、检验情况观察发现,检材为一张20.0 12.9 ,从笔记本上撕下的横格纸,测光观察可以看到字迹。将检材放入文件视频仪下观察,当入射光波长为254nm时,可以看到压痕处有浅淡字迹显现,说明检材纸张上压痕处有物质附着。用棉签蘸取1mol/L的 NaOH溶液,涂抹纸张后,收条上的字迹清晰的显现了出来。检材 显现前)检材 显现后)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 10 页10 / 10 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 10 页