基本介紹
- 中文名：墨水
原理,配製使用,酸驗型,沉澱型,絡離子型,氧化還原,催化型,結論,怎樣製作,紫外線,
原理
隱形墨水之原理也非常簡單，它僅僅是利用酸鹼指示劑在酸性或鹼性溶液中的顏色變化而已，除了套用化學變化中的酸鹼中和之原理之外，還可利用其它的化學反應—如沉澱反應、氧化還原、絡離子形成及催化反應等現象，來配製隱形墨水。為了進一步揭開隱形墨水的秘密，以下僅以酸鹼型、沉澱型、絡離子型、氧化還原型及催化型等五種隱形墨水的配製與使用加以說明供作參考。
配製使用
酸驗型
將酸鹼指示劑如酚酞溶液滴2滴於酸性溶液（如0.1M HCl）中，並利用毛刷沾酸性溶液將濾紙塗滿，待乾後再利用毛筆沾取鹼性溶液（如0.5M NaOH）做為隱形墨水（無色透明），並在濾紙上寫字，則便會在白色濾紙上出現粉紅色字來。如改用其它常用的酸鹼指示劑（如廣用指示劑）加於酸性（或鹼性）溶液中，再用毛刷將其塗在濾紙上而呈現紅色（或藍色）紙張，待乾後用毛筆沾取鹼性（或酸性）溶液在上述處理過的紅色濾紙（或藍色濾紙）上寫字，便會出現紅色底藍色字（或藍色底紅色字）來。其結果列於表一，而常用指示劑之顏色變化範圍列於表二。
表一 酸鹼型隱形墨水之顏色變化
0.1M HCl加指示劑0.1M NaOH加指示劑
酸性隱形墨水
酸性隱形墨水酚酞（濾紙呈白色）
溴瑞香草藍（濾紙呈黃色）
廣用指示劑（濾紙呈紅色）
酚酞（濾紙呈紅色）
溴瑞香草藍（濾紙呈藍色）
廣用指示劑（濾紙呈藍色）
0.5M HCl
-
-
-
紅色底白色字
藍色底黃色字
藍色底紅色字
0.5M NaOH
白色底紅色字
黃色底藍色字
紅色底藍色字
-
-
-
表二 常用指示劑之顏色變化
指示劑
pH和顏色變化範圍
酚酞
8.2（無色）～10.0（紅色）
溴瑞香草藍
6.0（黃色）～7.6（藍色）
廣用指示劑
4 5 6 7 8 9 10
紅 橙 紅 綠 藍 靛 紫
沉澱型
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 沉澱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
白色底
黑色字
白色底
黃色字
黑色底
白色字
AgNO3
白色底
黑色字
白色底
黃色字
黑色底
白色字
絡離子型
由金屬陽離子和非金屬陰離子結合成有色的絡離子（Complex ion）來配製而成隱形墨水。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+]絡離子。（2）由可溶性澱粉溶液和碘液作用而形成深藍色的I3--澱粉絡離子。（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色絡合物，其結果列於表四，其反應方程式如下：
Fe3+(aq)+SCN-(aq)→Fe(SCN)2+紅色
I3-(aq)+Starch→I3—Starch深藍色
4Fe3+(aq)+3Fe(CN)64-(aq)→Fe4[Fe(CN)6]3深藍色
3Fe2+(aq)+2Fe(CN)63-(aq)→Fe3[Fe(CN)6]2深藍色
表四 絡離子型之隱形墨水顏色變化
氯化鐵溶液
FeCl3
（濾紙呈淡棕色）
（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
-
-
可溶性澱粉溶液
Soluble starch
-
棕色底
深藍色字
-
亞鐵氰化鉀溶液
K4Fe(CN)6
淡棕色底
深藍色字
-
-
鐵氰化鉀溶液
K3Fe(CN)6
-
-
淡棕色底
深藍色字
氧化還原
由氧化劑與還原劑作用時產生顏色變化（產生或消失）之現象而配製成隱形墨水。例如（1）由硫代硫酸鈉溶液與碘液作用時碘液的棕色會消失。（2）由過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棕色。（3）由草酸將紫紅色的過錳酸鉀溶液還原成無色的錳離子。其結果列於表五，其反應方程式如下：
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
棕色 無色
2I-+S2O82-→I2+2SO42-
無色 棕色
5C2O42-+2MnO4-+16H+→2Mn2++10CO2+8H2O
紫紅色 無色
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）
高錳酸鉀溶液
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
催化型
由於催化劑之催化作用而使化學反應發生而且產生明顯的顏色變化來配製的隱形墨水。例如（1）由重鉻酸鉀（K2Cr2O7）催化過氧化氫而分解成水和氧氣時，重鉻酸鉀先轉變成暗褐色的過氧重鉻酸鉀（K2Cr2O9），隨後又會放出氧氣而回復為原來的重鉻酸鉀。（1）魯米諾（Lumionl）在鹼性溶液和雙氧水存在下受到Fe3+或Fe2+等離子之催化而出現藍綠色光。因此若將重鉻酸鉀溶液處理在濾紙上，隨後用毛筆沾取雙氧水在濾紙上寫字，則會出現暗褐色字型，但不久又會消失。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，然後在魯米諾之氫氧化鈉溶液中加入少許雙氧水，於暗室內在濾紙上寫字，則會出現藍綠色光之字跡，但不久又會消失。其結果列於表六。
表六 催化型隱形墨水之顏色變化
重鉻酸鉀溶液
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後又消失 -
-
-
魯米諾之鹼性溶液
(Lumionl/NaOH)
-
於暗室內呈現藍綠色光字，隨後又消失 於暗室內呈現藍綠色光字跡，但在光線下呈深棕色字跡於暗室內呈現藍綠色光字跡，但在光線下呈深棕色字跡 ．
結論
上述所介紹的五種隱形墨水乃是分別由不同的化學藥品，如酸鹼性溶液和指示劑，沉澱劑、氧化劑、還原劑、錯化劑或催化劑及發光劑等分別調配而成無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之濾紙上來寫字，才會由於分別發生酸鹼中和、產生沉澱、氧化還原、形成絡離子或絡合物或催化作用等而出現各種不同顏色的字型，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，則便可同時針對不同藥品處理的濾紙寫出不同顏色的字型來，由此配製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，便可分別在硝酸鉛溶液、碘酒溶波及氯化鐵溶液等處理過的濾紙上寫出白底黃色字型（PbI2）、棕褐色底白色字（I-）及白色底紅色字[Fe(SCN)2+]來。
怎樣製作
買一隻新鮮的烏賊,然後取出其墨囊,用裡面的墨汁可以寫出幾天后消失的字,因為其主要成分是蛋白質,會分解掉的。用毛筆蘸糖水在紙上寫字，晾乾後字跡消失，用火烤便顯現。只要準備一支毛筆、一杯糖水、一支蠟燭和一張白紙，就可以製作出來。
製作步驟：
1、先用毛筆蘸著糖水在紙上寫字。
2、把紙晾乾，晾乾後，糖水字都消失了。
3、用蠟燭稍微把紙烤一下。
這時，你會看到：剛才你所寫的字又顯現出來，是淺褐色的。
注意事項：
1、糖水的濃度要稍高一些，實驗結果才會明顯。
2、用蠟燭烤紙的時候，要小心別把紙烤著了。
原理：用糖水寫在紙上的字，因為被火烤過後，糖分會脫水，便呈淺褐色，字就顯出來了。
紫外線
紫外線隱形墨水是套用紫外光（200-400nm）照射激發而發出可見光（400-800nm）的特種墨水。使用本產品所書寫或列印的防偽圖文內容，在普通光線下顯示為不可見；只有在特定的紫外光環境（紫外光，如：驗鈔機或紫外線燈）下，所列印的防偽內容才清晰可見！離開紫外光源（紫外燈、驗鈔機）後，字跡又立即消失。
它是針對產品防偽、重要檔案防偽等需要，對隱形防偽標記、文字、圖像等內容進行書寫或列印而開發生產的隱形墨水產品；可用於秘密通訊、檔案、契約、借據、證件防偽、廣告印刷、室內裝飾以及各類高級煙、酒、食品、藥品、化妝品的包裝防偽等有隱形要求的防偽。
