隐形水墨的原料是什么？（印上去要用紫外线灯才能看得到）
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发布时间：2023-10-12 12:42
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时间：2024-11-23 06:01
相信有很多人在孩童时代便已看过或玩过所谓的「*墨水」，当时一定会感觉到相当的好奇，即使告知原因也无法了解。然而当我们学过国小自然科、国中理化或高中化学之后，对应形墨水的原理便能恍然大悟了。其实当时的*墨水之原理也非常简单，它仅仅是利用酸检指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化而已，除了应用化学变化中的酸碱中和之原理之外，还可利用其它的化学反应—如沈淀反应、氧化还原、错离子形成及催化反应等现象，来配制*墨水。为了进一步揭开*墨水的秘密，以下仅以酸碱型、沈淀型、错离子型、氧化还原型及催化型等五种*墨水的配制与使用加以说明供作参考。
一、酸验型之*墨水
将酸碱指示剂如酚钛溶液滴2滴于酸性溶液（如0.1M HCl）中，并利用毛刷沾酸性溶液将滤纸涂满，待干后再利用毛笔沾取碱性溶液（如0.5M NaOH）做为*墨水（无色透明），并在滤纸上写字，则便会在白色滤纸上出现粉红色字来。如改用其它常用的酸检指示剂（如广用指示剂）加于酸性（或碱性）溶液中，再用毛刷将其涂在滤纸上而呈现红色（或蓝色）纸张，待干后用毛笔沾取碱性（或酸性）溶液在上述处理过的红色滤纸（或蓝色滤纸）上写字，便会出现红色底蓝色字（或蓝色底红色字）来。其结果列于表一，而常用指示剂之颜色变化范围列于表二。
表一 酸碱型*墨水之颜色变化
0.1M HCl加指示剂
0.1M NaOH加指示剂
酚钛（滤纸呈白色）
溴瑞香草蓝（滤纸呈*）
广用指示剂（滤纸呈红色）
酚钛（滤纸呈红色）
溴瑞香草蓝（滤纸呈蓝色）
广用指示剂（滤纸呈蓝色）
0.5M HCl
-
-
-
红色底白色字
蓝色底*字
蓝色底红色字
0.5M NaOH
白色底红色字
*底蓝色字
红色底蓝色字
-
-
-
表二 常用指示剂之颜色变化
指示剂
pH和颜色变化范围
酚钛
8.2（无色）～10.0（红色）
溴瑞香草蓝
6.0（*）～7.6（蓝色）
广用指示剂
4 5 6 7 8 9 10
红 橙 红 绿 蓝 靛 紫
二、沈淀型之*墨水
利用两种不同的化合物反应时会产生不溶性之有色沈淀物来配制成沈淀型*墨水，例如（1）由*铅或*银溶液与硫化铵溶液作用产生黑色的硫化铅（PbS）或黑色的硫化银（Ag2S）沈淀。（2）由*铅或*银溶液与碘化钾溶液作用产生*的碘化铅（PbI2）或*的碘化银（AgI）沈淀。（3）由*铅或*银溶液与氯化钠溶液作用产生白色的氯化铅（PbCl2）或白色的氯化银（AgCl）沈淀。前者（1）与（2）可在白色滤纸上呈现出黑色或*字体，而后者（3）可在预先染成黑色的滤纸上呈现白色字体来。其结果列于表三，其反应方程式如下：
Pb2+(aq)+S2-(aq)→PbS(s)黑色
2Ag+(aq)+S2-(aq)→Ag2S(s)黑色
Pb2+(aq)+2I-(aq)→PbI2(s)*
Ag+(aq)+I-(aq)→AgI(s)*
Pb2+(aq)+2Cl-(aq)→PbCl2(s)白色
Ag+(aq)+Cl-(aq)→AgCl(s)白色
表三 沈淀型*墨水之颜色变化
硫化铵溶液
(NH4)2S
（滤纸呈白色）
碘化钾溶液
KI
（滤纸呈白色）
氯化钠溶液
NaCl
（滤纸先染成黑色）
*铅溶液
Pb(NO3)2
白色底
黑色字
白色底
*字
黑色底
白色字
*银溶液
AgNO3
白色底
黑色字
白色底
*字
黑色底
白色字
三、错离子型之*墨水
由金属阳离子和非金属阴离子结合成有色的错离子（Complex ion）来配制而成*墨水。例如（1）由氯化铁溶液和硫氰酸钾溶液作用形成红色的硫氰酸铁[Fe(SCN)2+]错离子。（2）由可溶性淀粉溶液和碘液作用而形成深蓝色的I3--Starch错离子。（3）由氯化铁或氯化亚铁与亚铁*或铁*溶液作用皆分别形成深蓝色错化合物，其结果列于表四，其反应方程式如下：
Fe3+(aq)+SCN-(aq)→Fe(SCN)2+红色
I3-(aq)+Starch→I3—Starch深蓝色
4Fe3+(aq)+3Fe(CN)64-(aq)→Fe4[Fe(CN)6]3深蓝色
3Fe2+(aq)+2Fe(CN)63-(aq)→Fe3[Fe(CN)6]2深蓝色
表四 错离子型之*墨水颜色变化
氯化铁溶液
FeCl3
（滤纸呈淡棕色）
碘-碘化钾溶液
（I3-）
（滤纸呈棕色）
氯化亚铁溶液
FeCl2
（滤纸呈淡棕色）
硫氰酸钾溶液
KSCN
棕色底
红色字
-
-
可溶性淀粉溶液
Soluble starch
-
棕色底
深蓝色字
-
亚铁*溶液
K4Fe(CN)6
淡棕色底
深蓝色字
-
-
铁*溶液
K3Fe(CN)6
-
-
淡棕色底
深蓝色字
四、氧化还原型之*墨水
由氧化剂与还原剂作用时产生颜色变化（产生或消失）之现象而配制成*墨水。例如（1）由硫代硫酸钠溶液与碘液作用时碘液的棕色会消失。（2）由过氧二硫酸钾溶液将碘化钾溶液中之碘离子氧化成碘分子而呈现棕色。（3）由草酸将紫红色的过锰酸钾溶液还原成无色的锰离子。其结果列于表五，其反应方程式如下：
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
棕色 无色
2I-+S2O82-→I2+2SO42-
无色 棕色
5C2O42-+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O
紫红色 无色
表五 氧化还原型*墨水之颜色变化
碘酒
I2
（滤纸呈棕色）
碘化钾溶液
KI
（滤纸呈白色）
过锰酸钾溶液
KMnO4
（滤纸呈紫红色）
硫代硫酸钠溶液
Na2S2O3
（还原剂）
棕色底
白色字
-
紫红色底
白色字
过氧二硫酸钾溶液
K2S2O6
（氧化剂）
-
白色底
棕色字
-
草酸钠溶液
Na2C2O4
（还原剂）
-
-
紫红色底
白色字
五、傕化型之*墨水
由于催化剂之催化作用而使化学反应发生而且产生明显的颜色变化来配制的*墨水。例如（1）由二铬酸钾（K2Cr2O7）催化过氧化氢而分解成水和氧气时，二铬酸钾先转变成暗褐色的过氧二铬酸钾（K2Cr2O9），随后又会放出氧气而回复为原来的二铬酸钾。（1）鲁米诺（Lumionl）在碱性溶液和双氧水存在下受到Fe3+或Fe2+等离子之催化而出现蓝绿色光。因此若将二铬酸钾溶液处理在滤纸上，随后用毛笔沾取双氧水在滤纸上写字，则会出现暗褐色字体，但不久又会消失。若将赤血盐[K3Fe(CN)6]、氯化铁（FeCl3）或氯化亚铁（FeCl2）溶液分别处理在滤纸上，然后在鲁米诺之氢氧化钠溶液中加入少许双氧水，于暗室内在滤纸上写字，则会出现蓝绿色光之字迹，但不久又会消失。其结果列于表六。
表六 催化型*墨水之颜色变化
二铬酸钾溶液
K2Cr2O7
(滤纸呈橘红色）
赤血盐溶液
K3Fe(CN)6
(滤纸呈红色)
氯化铁溶液
FeCl3
(滤纸呈淡棕色）
氯化亚铁溶液
FeCl2
(滤纸呈淡棕色)
双氧水
(H2O2)
橘红色底暗褐色字随后又消失 -
-
-
鲁米诺之碱性溶液
(Lumionl/NaOH)
-
于暗室内呈现蓝绿色光字，随后又消失 于暗室内呈现蓝绿色光字迹，但在光线下呈深棕色字迹 于暗室内呈现蓝绿色光字迹，但在光线下呈深棕色字迹
六、结论
上述所介绍的五种*墨水乃是分别由不同的化学药品，如酸碱性溶液和指示剂，沈淀剂、氧化剂、还原剂、错化剂或催化剂及发光剂等分别调配而成无色透明的溶液作为*墨水，而且必须分别在特殊药品处理过之滤纸上来写字，才会由于分别发生酸碱中和、产生沈淀、氧化还原、形成错离子或错化合物或催化作用等而出现各种不同颜色的字体，此乃为*墨水之秘密所在。
若将上述几种*墨水加以混合，则便可同时针对不同药品处理的滤纸写出不同颜色的字体来，由此配制成一综合型的*墨水。如将碘化钾溶液、硫代硫酸钠溶液及硫氰酸钾溶液等混合成一综合型的*墨水时，便可分别在*铅溶液、碘酒溶波及氯化铁溶液等处理过的滤纸上写出白底*字体（PbI2）、棕褐色底白色字（I-）及白色底红色字[Fe(SCN)2+]来。
七、参考数据
方金祥：趣味化学实验讲义。国立高雄师大化学系。中华*七十九年二月。
萧韵玲、邱宝凤、苏昭瑾、方泰山：化学能转变成光能的示范实验-一套方便的教具。化学；第四十二卷第三期，A52-A56。中华*七十三年九月。
国立编译馆：高中基础理化实验手册上册实验3-4化学能转换成光能。中华*七十六年八月四版。
E.J.King：Qualitative Analysis and Electrolytic Solutions.
参考资料：资料来源：科学教育月刊，第140期，*八十年五月\
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时间：2024-11-23 06:02
来配制*墨水。为了进一步揭开*墨水的秘密，以下仅以酸碱型、沈淀型、错离子型、氧化还原型及催化型等五种*墨水的配制与使用加以说明供作参考。
一、酸验型之*墨水
将酸碱指示剂如酚钛溶液滴2滴于酸性溶液（如0.1M HCl）中，并利用毛刷沾酸性溶液将滤纸涂满，待干后再利用毛笔沾取碱性溶液（如0.5M NaOH）做为*墨水（无色透明），并在滤纸上写字，则便会在白色滤纸上出现粉红色字来。如改用其它常用的酸检指示剂（如广用指示剂）加于酸性（或碱性）溶液中，再用毛刷将其涂在滤纸上而呈现红色（或蓝色）纸张，待干后用毛笔沾取碱性（或酸性）溶液在上述处理过的红色滤纸（或蓝色滤纸）上写字，便会出现红色底蓝色字（或蓝色底红色字）来。
二、沉淀型之*墨水
利用两种不同的化合物反应时会产生不溶性之有色沈淀物来配制成沈淀型*墨水，例如（1）由*铅或*银溶液与硫化铵溶液作用产生黑色的硫化铅（PbS）或黑色的硫化银（Ag2S）沈淀。（2）由*铅或*银溶液与碘化钾溶液作用产生*的碘化铅（PbI2）或*的碘化银（AgI）沈淀。（3）由*铅或*银溶液与氯化钠溶液作用产生白色的氯化铅（PbCl2）或白色的氯化银（AgCl）沈淀。前者（1）与（2）可在白色滤纸上呈现出黑色或*字体，而后者（3）可在预先染成黑色的滤纸上呈现白色字体来。
三、错离子型之*墨水
由金属阳离子和非金属阴离子结合成有色的错离子（Complex ion）来配制而成*墨水。例如（1）由氯化铁溶液和硫氰酸钾溶液作用形成红色的硫氰酸铁[Fe(SCN)2+]错离子。（2）由可溶性淀粉溶液和碘液作用而形成深蓝色的I3--Starch错离子。（3）由氯化铁或氯化亚铁与亚铁*或铁*溶液作用皆分别形成深蓝色错化合物，
四、氧化还原型之*墨水
由氧化剂与还原剂作用时产生颜色变化（产生或消失）之现象而配制成*墨水。例如（1）由硫代硫酸钠溶液与碘液作用时碘液的棕色会消失。（2）由过氧二硫酸钾溶液将碘化钾溶液中之碘离子氧化成碘分子而呈现棕色。（3）由草酸将紫红色的过锰酸钾溶液还原成无色的锰离子。
五、傕化型之*墨水
由于催化剂之催化作用而使化学反应发生而且产生明显的颜色变化来配制的*墨水。例如（1）由二铬酸钾（K2Cr2O7）催化过氧化氢而分解成水和氧气时，二铬酸钾先转变成暗褐色的过氧二铬酸钾（K2Cr2O9），随后又会放出氧气而回复为原来的二铬酸钾。（1）鲁米诺（Lumionl）在碱性溶液和双氧水存在下受到Fe3+或Fe2+等离子之催化而出现蓝绿色光。因此若将二铬酸钾溶液处理在滤纸上，随后用毛笔沾取双氧水在滤纸上写字，则会出现暗褐色字体，但不久又会消失。若将赤血盐[K3Fe(CN)6]、氯化铁（FeCl3）或氯化亚铁（FeCl2）溶液分别处理在滤纸上，然后在鲁米诺之氢氧化钠溶液中加入少许双氧水，于暗室内在滤纸上写字，则会出现蓝绿色光之字迹，但不久又会消失。
