Горизонты техники для детей, 1964 №10

Некоторые химические соединения обладают свойством обугливать бумагу при довольно сильном нагреве. Таким именно свойством обладает нитрат калия (KNO₃), то есть обычная калийная селитра, и хлорат калия (КCl₃), иначе называемый Бертолетовой солью. 2–3 грамма одного из этих соединений надо растворить в 50 мл теплой воды. Полученными совершенно бесцветными «чернилами» можно писать или чертить на бумаге. Как только «чернила» высохнут, на листе не остаётся и следа.

Чтобы прочитать написанное, надо лист бумаги сильно, но равномерно, нагреть, например, над электрической плиткой. Под влиянием тепла окисляющие вещества, из которых сделаны наши «чернила», вступят в реакцию с бумагой, частично при этом обугливая её. На листе проступят написанные ранее слова.

Подобная реакция бумаги происходит с сернокислой медью (CuSО₄) и сернокислым железом (FeSO₄), которые при нагреве тоже частично обугливают бумагу. Недостатком последних соединений является лишь то, что на белой бумаге буквы не проступают отчетливо. Раствором сернокислой меди надо писать на голубой бумаге, а раствором сернокислого железа — на желтой.

Все перечисленные соединения, обугливающие бумагу, оставляют рисунок даже после того, как бумага остынет.

Существуют, однако, и другие химические вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от количества воды, находящейся в них.

Давайте рассмотрим это на примере хлористого кобальта (СоСl₂). Тайные чернила, называемые иначе симпатическими чернилами, получаем в виде 3–5 % водяного раствора этого соединения. На высушенной бумаге не видно написанных ранее слов. В этом случае хлористый кобальт присоединил к себе одну частицу воды и в таком виде (формула СоСl₂∙Н₂O) он бесцветен.

При нагревании до температуры 80–90 °C частички хлористого кобальта теряют частицы воды, приобретая при этом ярко-голубой цвет. СоСl₂ голубого цвета.

В отличие от ранее описанных чернил, чернила из хлористого кобальта, охлаждаясь вместе с бумагой, вновь начинают поглощать из воздуха частицы воды, превращаясь в СоСl₂∙Н₂O. В результате, спустя некоторое время, засекреченное письмо опять становится невидимым.

Конечно, не все симпатические чернила становятся видимыми после нагревания. Возьмите, например, несколько граммов салициловой кислоты в виде прозрачных кристалликов. Салициловую кислоту можно купить в аптеке. В 20 мл воды растворите 1–1,5 грамма кислоты. Чернила готовы. На высушенной бумаге такие чернила не видны. Не поможет ни нагревание, ни окунание в воде. Для них нужен специальный проявитель, которым является раствор хлористого железа (FeCl₃). Растворяем 10 г мягкой железной проволоки в 50 мл соляной кислоты (НСl), а затем добавляем 15 мл азотной кислоты (HNO₃). Раствор нагреваем в выпарном сосуде до тех пор, пока из бурого он не станет светло-желтым.

Растворяем 5 мл этого раствора в 50 мл воды. Проявитель для чернил готов. Пропитываем этим проявителем промокательную бумагу, которую затем кладем на лист с секретным письмом. В местах, где были написаны буквы, появятся голубые линии. Это хлористое железо вступает в реакцию с салициловой кислотой, в результате чего появляется новое химическое соединение ярко-голубого цвета.

Дядя Пробирка

Физика вокруг нас

ЗА КУЛИСАМИ МАТЕРИИ

Мы с вами уже говорили, что температура каждого тела является показателем сложных явлений, происходящих за кулисами нагретой (или охлажденной) материи.

За кулисами, значит недоступно для наших ощущений, для нашего созерцания. Ибо ни в каком увеличении мы не сможем увидеть молекулы материи, совершающие непрерывное движение. Результатом движения совокупности всех молекул является именно температура.

Всё это кажется странным и невероятным, не говоря уже о том, что трудно себе представить движение молекул тела, находящегося в состоянии покоя. Но даже не видя движения, мы легко можем убедиться в его существовании. Достаточно, например, в одном углу комнаты открыть флакон с духами, чтобы через некоторое время почувствовать в другом углу запах духов. Это очевидное свидетельство движения в воздухе молекул духов.

Свобода каждого движения весьма ограничена: меньше всего ограничена в газах, больше всего в твердых телах. Жидкости в этом отношении находятся между газами и твердыми телами. Как видите, ребята, три состояния материи: твердое, жидкое и газообразное — это одновременно три категории свободы движения молекул.

Газы заполняют любое доступное им пространство. Движения частичек газа ограничиваются только стенками сосуда, например, в котором они находятся.

Жидкости принимают форму сосуда, но в отличие от газа имеют постоянно одинаковый объем и не могут «расползтись» по всему сосуду. Следовательно, молекулы жидкости движутся только в пространстве, занятом жидкостью.