高锰酸钾——草酸消退蓝黑墨水字迹的原理探讨及退色字迹的再现
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做为高中生的我们,很多事情都要我们学会自己去处理。
在学习过程中,书和笔是我们的亲密伙伴。
每当你在写字时,常会出现一些写错或需要修改的地方,用橡皮擦也擦不掉,我们只能在上面涂涂改改,而涂涂改改会显得文章很零乱,这为你美丽的作文篇幅增添了不少“光彩”吧!特别是在考试写作文时,有些写错的段落不想把痕迹留在原稿上,一旦你在上面涂涂改改,那么你的分数就会大打折扣。
由此,我们想,如果能找到一种方法能使纸上的文字快速消去,不留痕迹,那该有多好!每当你洗衣服时,沾上墨迹、圆珠笔油、血迹……的衣服,任凭你用多少洗衣粉,用多少精力还是有痕迹留下,面对漂亮衣服上的斑斑点点,我们又该怎么办呢?针对这些问题,我们在化学老师的指导下,对某些有机色素褪色问题进行了研究。
一、笔迹消失的研究1.红、蓝墨水消字通过查找资料,我们了解了红墨水的主要成分是墨水红、酸性大红、甘油、酒精等。
化学老师告诉我们,蓝墨水的主要成分为可溶性的蓝色染料。
同时,我们从有关资料中找到了可用于消去红、蓝墨迹的“消字液”的配方,该消字液无毒、无味,用后不会使纸变黄,性质稳定,便于长期使用和保存。
配方如下:亚硫酸钠7-20克亚硫酸氢钠两性界面活性剂5-10克水68-77毫升配制方法:先把亚硫酸盐溶于水,待全部溶解后,再加入活性剂,搅拌均匀即成。
如在消字液中加入少量的碱性物质可提高稳定性,加入乙二醇可增加溶液的耐塞性。
2.蓝黑墨水消字通过查找资料,我们了解了蓝黑墨水的成分。
蓝黑墨水的主要原料为可溶性的蓝色染料,加阿拉伯胶及防腐剂,另一种主要成分是鞣酸亚铁(由于可溶性染料日久易褪色,故加入鞣酸与硫酸亚铁,使之生成易溶于水的鞣酸亚铁,当其与空气接触时被氧化生成不溶于水的鞣酸铁,使墨水颜色持久)。
根据蓝墨墨水的化学成分分析,我们考虑是否可以加入一种强还原剂,使不溶的鞣酸铁还原为可溶的鞣酸亚铁,然后用漂白的方法完成消字处理。
我们尝试着使用H2S、SO2、H2O2等使之褪色,但经过试验,发现效果并不明显。
怎样除去红、蓝墨水迹如果你不小心将红、蓝墨水,红、蓝圆珠笔油或盖图章用的红、蓝色油印沾在衣服上,是很难用肥皂或洗衣粉洗干净的。
这时可以用酸性高锰酸钾溶液除去这一类污迹。
高锰酸钾是家庭中常用的消毒剂,很容易从药店里买到。
用时须把它配成0.1M溶液(重量百分浓度约为2%),还要在溶液里加硫酸,这样便配成了酸性高锰酸钾溶液(没10毫升高锰酸钾溶液加几滴浓硫酸)。
然后把酸性高锰酸钾溶液滴在污迹处,红蓝墨水等污迹处,红蓝墨水等污迹就会消失。
为什么高锰酸钾溶液能褪色呢?因为红、蓝墨水,印油和圆珠笔油都是用染料配成的,而红、蓝色染料都是有机化合物,容易被高锰酸钾氧化,变成无色的物质。
在红、蓝墨水等污迹消失以后,上面会留下过剩的高锰酸钾溶液,它是紫色的。
如果不把它除掉,则会在衣服上造成新的污迹。
除去高锰酸钾的办法是在上面滴几滴3%过氧化氢溶液(可用医用的双氧水),它具有还原性,能把紫色的高锰酸钾还原为无色的硫酸锰:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O最后,在衣服上的污迹被除去以后,还要用清水把衣服洗一下,以除去衣服上残留的化学药品。
这个方法也可以用来除去纸上的红、蓝墨水等污迹,但不适合与除去衣服上和纸上的蓝墨水的污迹。
因为蓝黑墨水的污迹中出了含有蓝色染料以外,还有三价铁盐,它不能与高锰酸钾发生反应,而要用亚硫酸钠等具有还原性的物质把它除去。
除铁锈的草酸用铁夹子夹湿衣服,衣服上会生出锈斑,无论是用肥皂,或者洗衣粉,都洗不掉。
对付这种讨厌的铁锈,可以请草酸帮忙。
草酸是白色晶体,很像白糖。
在洗涤前,把一份草酸溶解在20份水中,配成草酸溶液。
然后,把它滴加在衣服的锈斑上,经过搓洗、漂清,铁锈就不见了。
草酸能除锈,是因为它有很强的还原能力。
锈班里的铁是三价铁,不溶解于水,一碰到草酸就还原成二价铁并能溶解于水。
草酸还能对付蓝墨水里的铁。
如果衣服上不小心沾上了蓝墨水,得赶快用清水冲洗,要是时间长了,就很难洗掉。
关于有机色素褪色问题的研究一、笔迹消失的研究1.红、蓝墨水消字红墨水的主要成分是墨水红、酸性大红、甘油、酒精等。
蓝墨水的主要成分为可溶性的蓝色染料。
“消字液”的配方如下:配制方法:先把亚硫酸盐溶于水,待全部溶解后,再加入活性剂,搅拌均匀即成。
如在消字液中加入少量的碱性物质可提高稳定性,加入乙二醇可增加溶液的耐塞性。
2.蓝黑墨水消字蓝黑墨水的主要原料为可溶性的蓝色染料,加阿拉伯胶及防腐剂,另一种主要成分是鞣酸亚铁(由于可溶性染料日久易褪色,故加入鞣酸与硫酸亚铁,使之生成易溶于水的鞣酸亚铁,当其与空气接触时被氧化生成不溶于水的鞣酸铁,使墨水颜色持久)。
可以用强氧化性的物质KMnO4溶液褪色,在纸上残留的物质——MnO2可以用浓盐酸去除,然后用清水冲去浓盐酸。
退色灵的制作:(1)配制酸性KMnO4溶液:5%KMnO4溶液,3%稀硫酸,各10mL混合备用。
(2)配制3%Na2S2O3溶液(3)在蓝黑墨水字迹上,用镊子夹取棉珠,沾酸性KMnO4溶液涂抹,再用3%Na2S2O3溶液涂抹,字迹消失。
3.墨汁消字墨汁是由极细的碳粒分散在水里,再加上动物胶制成的。
“褪墨灵”的配方:浓盐酸、淀粉、酒精以1∶1∶1的质量比混合备用,先用汽油擦洗,再涂上“褪墨灵”,即可除去。
二、衣物去污的窍门1.去除圆珠笔油渍小窍门(1)衣物上沾上圆珠笔油污,可先将污迹处用40o C温水浸透,再用苯揉搓,然后用洗涤剂洗净,再用温水冲净。
(2)将衣服上的圆珠笔油渍用冷水浸湿后,用苯丙酮或四氯化碳轻轻擦去,再用洗涤剂、清水洗净。
不能用汽油洗。
(3)先用洗头液将污渍浸透后,再将白醋加水稀释,用刷子蘸醋液轻刷即可。
(4)用冷水浸湿,涂上一些牙膏,加少量肥皂轻轻揉搓,如有残痕,再用酒精擦拭。
2.去除红、蓝墨水渍小窍门(1)先用洗涤剂洗,再用10%的酒精擦洗,最后您用清水洗净。
(2)可用0.25%的高锰酸钾溶液清除。
(3)用芥末涂在墨迹上,经过几小时后,污渍可除。
蓝墨水汁迹久置变色现象的探讨作者:***来源:《化学教学》2018年第12期摘要:对生活中蓝墨水书写的汁迹久置会变色的异常现象进行实证研究,发现颜色能加深的墨水主要为蓝黑墨水,纯蓝墨水汁迹久置反而会变浅褪色。
结合市售蓝墨水类别及通用化学配方的调研,从理论层面分析和揭示了相关变色的成因。
在研究的基础上,进一步设计了蓝墨水污渍消除、茶叶末自制蓝黑墨水等系列生活化、趣味化的实验拓展活动。
关键词:纯蓝墨水; 蓝黑墨水; 汁迹变色; 实验探究文章编号: 10056629(2018)12009405中图分类号: G633.8文献标识码: B1问题提出近年来,尽管文具市场上圆珠笔、签字笔、水笔等品种琳琅满目,但钢笔仍然是很多中学生喜爱的书写工具。
曾有几位细心的学生指出,用蓝墨水书写的汁迹初始还呈鲜艳的蓝色但隔夜后就会明显加深为蓝黑色甚至黑色,并据此咨询笔者汁迹久置变色有何玄机,现象背后蕴含的化学原理究竟是什么。
为此,笔者让有探索意向的学生组建了化学课题兴趣小组,利用学生课余及假期的时间,通过实验探究、市场调查、文献阅读等方式开展了系列课外学习活动,研究了当前市场上主流蓝墨水的常见配方及性能,分析了蓝墨水汁迹久置变色可能的原因,并进一步组织了系列诸如蓝墨水污渍消除、茶叶末自制蓝墨水等的拓展性实验活动。
2实证探索2.1实验1:不同品牌纯蓝和蓝黑墨水汁迹变色的对比随机购买了市场上常见的A、 B、 C、 D等4个品牌的纯蓝和蓝黑各两款墨水。
在约25℃室温、自然通风的实验室条件下,将新开封后的两组蓝色墨水溶液(置于带胶塞的试管中)及其书写汁迹在放置不同时间段后的现象进行影像留底并对照,具体实验结果见表1。
实验表明,不同品牌的纯蓝墨水溶液及书写汁迹性质较稳定,并不存在久置颜色加深的现象,反而纯蓝墨水书写的文字在放置6个月后都出现了不同程度变浅的问题,不适宜长期保存;蓝黑墨水隔夜放置汁迹颜色即会从(深)蓝色明显变为深蓝黑色,长期(6个月以上)自然放置无褪色情况发生,当不同品牌的蓝黑墨水溶液久置时则会不同程度地出现黑色沉淀的现象。
高锰酸钾与草酸反应的探究作者:***来源:《化学教与学》2015年第04期摘要:在测定浓度对反应速率的影响的实验中用到的酸性高锰酸钾很容易变质,为了解决这个问题,文章对这个反应进行了实验探究。
关键词:酸性;高锰酸钾;变质;改进文章编号:1008-0546(2015)04-0090-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2015.04.036一、提出问题为了测定浓度对反应速率的影响,在人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《化学反应原理》(选修4)第20页实验2-2中,取两支试管,各加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液,然后向一支试管中加入0.1mol/L的H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间;向另一支试管中加入0.2mol/L的H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
在这个实验中用到KMnO4酸性溶液,该物质很容易变质,大概2-3天后由紫色变成褐色,甚至有的后来变成无色的溶液,下方还有黑色物质产生,使实验无法正常完成。
为了解决这个问题,本人查阅了一些相关的文献资料,进行了大量的实验摸索,对该实验进行了探究。
二、变质原因的探究为了弄清KMnO4酸性溶液变质的原因,本人咨询了实验室的老师。
KMnO4酸性溶液是用硫酸进行酸化的,酸化比例是1∶3或者1∶4。
本人分析变质原因是这样的,硫酸和水混合放出的热量使高锰酸钾分解了,但分解生成的锰酸钾在酸性条件下不稳定,会发生歧化反应MnO4-和MnO2。
变质后的褐色应该是高锰酸钾溶液的紫色和锰酸钾的绿色的混合色,下方的黑色物质是二氧化锰。
有的溶液变成无色估计是锰酸钾和硫酸反应生成了硫酸锰(Ⅱ)。
三、实验探究及改进我的设计思路是这样的,该实验为什么要把高锰酸钾酸化,如果不酸化,该反应能否进行?是否可以在加反应物的同时加入酸来代替提前配制酸性溶液?酸化比例是否可调?为了弄清这一系列问题,我做了如下探究实验:(1)问题之一:把高锰酸钾溶液酸化的原因是什么?通过探究结果可知,高锰酸钾是可以和草酸反应的,但反应时间过长,这在课堂上进行是不可能的事情。
论假文件的识别方法变造文件是指利用消退字、添改字、擦刮字、拼补字等各种方法改变原文件上的关键内容或原貌而制成的假文件。
我国《刑法》规定:伪造、变造国家机关的公文、证件,伪造、变造居民身份证的,均要处以有期徒刑。
为了准确地打击犯罪,确定有关案件中的文件是否变造,就必须对可疑文件进行检验。
文件上的字迹被变造,主要原因是犯罪嫌疑人为了骗取财物或销毁罪证,为了伪造资历与身份而有意篡改票据、账册、合同、证件和档案等上的关键字迹。
今年3月23日,西安市体育彩票管理中心和中奖人刘亮之间发生的"宝马假票"事件,就是由彩票是否被变造、是谁变造及用什么方法变造引起的官司。
在公安司法鉴定部门常见的变造文件的手法有消退字迹变造、擦刮字迹变造、添改字迹变造、挖补字迹变造等四种。
但是无论用何种手法变造文件,都会使文件的纸张、墨水、油墨等物质材料发生物理的或化学的变化,并且在文件上表现出一定的特点,因此可以运用各种理化方法进行检验,查明原文字记载,显示文件的变化,揭露变造文件的事实,为侦查破案、审判犯罪嫌疑人提供线索和依据。
本文将从上述四种常见的变造手法来论述变造文件的识别方法。
一、消退字迹变造文件的识别消退字迹变造文件是指用化学试剂消除文件上的某些文字,必要时再添上所需要的文字,以改变其内容的一种变造手段。
消退字迹变造文件是作案人常用的方法,作案人消退字迹使用的消退剂各种各样、五花八门。
本文根据案件中使用的消退剂种类、性能和消退时的反应原理,将消退剂分为五种类型。
(一)是用次氯酸盐类、双氧水、84消毒液、高锰酸钾等氧化性消退剂消退,主要用于消退各种染料墨水和蓝黑墨水字迹。
(二)是用草酸、维生素C、保险粉、柠檬酸等还原性消退剂消退,主要用于消退各色染料墨水字迹。
(三)是用高锰酸钾-草酸、高锰酸钾-维生素C、漂白粉-草酸等氧化还原性消退剂消退,主要用于消退各种染料墨水字迹和蓝黑墨水字迹。
(四)是用盐酸、醋酸、氢氧化钠、碳酸钠、氨水和肥皂等酸性、碱性消退剂消退。
蓝黑墨水字迹形成机理及性质研究作者:李俊生来源:《化学教学》2010年第11期文章编号:1005-6629(2010)11-0075-02 中图分类号:TS951.23+1 文献标识码:E蓝黑墨水字迹一般认为是属于比较耐久的字迹之一,因此一般比较常用,但是一些同学使用发现,其书写的字迹并非耐久,有时随着时间的推移,褪色或泛黄也很快,对此,我们进行了以下研究。
1蓝黑墨水字迹形成机理研究(1)蓝黑墨水的成分蓝黑墨水主要由蓝色染料、鞣酸、没食子酸、硫酸亚铁等主要成分与润湿剂、防腐剂、粘稠剂等构成。
变黑成分是由鞣酸、没食子酸和硫酸亚铁三种化学物质组成的。
蓝色染料是酸性墨水蓝(0.66 %)和直接湖蓝5B(0.3 %)。
酸性墨水蓝又名墨水蓝或溶性蓝,是紫红色的粉末,易溶于水呈蓝色。
直接湖蓝5B按化学结构分类属双偶氮染料,为灰蓝色粉末,易溶于水呈湖蓝色,遇铁变黑,不溶于有机溶剂。
除此之外,硫酸(0.24 %)为蓝黑墨水中的抗氧稳定成分,主要起防止墨水成分被氧化产生沉淀,甘油(0.5 %)或乙二醇是墨水中的湿润剂,防止笔尖干涸。
酸性墨水蓝以及直接湖蓝5B的分子结构式如下:(2)蓝黑墨水字迹形成机理蓝黑墨水色素成分变黑的过程实际可分为两个阶段进行。
在书写之前,墨水瓶中的鞣酸和没食子酸分别与硫酸亚铁发生反应,生成可溶性的无色或浅色的鞣酸亚铁和没食子酸亚铁,并建立动态平衡。
在书写之后,经空气中氧气的氧化作用,字迹上的鞣酸亚铁和没食子酸亚铁渐渐变成了不溶性的黑色鞣酸铁和黑色没食子酸铁,从而使有机颜料酸性墨水蓝以及直接湖蓝5B粒子被固着在纸面上,其中墨水蓝是墨水的主色,直接湖蓝5B起助色作用。
以没食子酸铁形成并且固定有机颜料酸性墨水蓝以及直接湖蓝5B粒子为例,其化学反应机理如下:鞣酸铁黑色沉淀的生成过程与此类似,此沉淀物质耐水、耐酸、耐氧化等,所以被称为变黑持久不退色成分,鞣酸三价铁盐和没食子酸三价铁盐是无机颜料细小颗粒,是一种非扩散性的着色剂,只是靠其颗粒沉淀物分散在纸面上或纸纤维孔隙中而形成字迹,这就是蓝黑墨水书写字迹的机理。
纸质文献消褪字迹恢复方法研究文/张铭摘要:纸质文献字迹消褪问题既限制文献的使用与研究,又可能造成文字内容的永久失传,因此对消褪字迹进行恢复处理迫在眉睫。
现有恢复方法可以分为化学方法、物理方法以及计算机技术三大类。
文章从这三个方面对消褪字迹恢复的研究进展进行了介绍,并提出了开展消褪字迹恢复工作应遵循的原则。
关键字:纸质文献;消褪字迹;恢复1背景介绍书籍、档案等纸质文献对于文明的传播、传承与交流起到了至关重要的作用。
在我国先后出现了甲骨、竹简、缣帛、纸张等不同种类的文献载体,以及墨碇、墨汁、自来水笔墨水等多种字迹材料。
所谓字迹,就是色素附着在纸上形成的信息符号。
古籍传承千年,字迹墨色依然油亮,印章依然鲜红夺目,而有的文献短短存世几十年就出现了字迹消褪、洇化、模糊的问题。
以自来水笔墨水为例,上海档案局曾对其市属各级档案馆馆藏的永久档案进行耐久性调查,结果发现蓝黑墨水、纯蓝墨水、红墨水书写的档案字迹均出现褪变失色的现象,其中一半左右的蓝黑墨水档案出现了褪变扩散的问题[1-2],极大地限制了读取和利用这些文献资料。
因此,为了更好地保护与利用这些珍贵的纸质文献,研究消褪字迹的恢复方法迫在眉睫。
2消褪字迹恢复方法介绍目前,物证鉴定领域和文献保护领域对消褪字迹恢复问题关注较多,提出了很多种解决方法,这些字迹恢复方法按照原理不同可以分为化学方法、物理方法和计算机技术三大类。
2.1化学方法使用化学方法对消褪字迹进行恢复,是通过加入适当的化学试剂与字迹的残留成分发生显色反应,从而达到字迹重现的目的。
蓝黑墨水是最常用的一种墨水,主要成分是鞣酸、没食子酸、亚铁盐(多为硫酸亚铁)及相应染料。
蓝黑墨水字迹初始呈蓝色,慢慢地由蓝变黑。
为了防止鞣酸亚铁水解产生沉淀,墨水里必须加进少量硫酸,造成其pH值为2左右,过高的酸度会催化纸张的纤维素发生降解,造成档案、手稿等珍贵文献的破坏[3]。
蓝黑墨水字迹属于耐久性字迹,但是在长期保存过程中也会出现褪色。
草酸与高锰酸钾反应的原理探究与改进建议1 问题的提出为验证浓度对反应速率的影响,在人民教育出版社普通高中新课程标准实验教科书《化学反应原理》(选修4)教材的第20页设计了如下实验:取2支试管,各加入0.01 mol/L的酸性KMnO4溶液,然后向一支试管中加入0.1 mol/L的H2C2O4溶液2 mL;向另一支试管中加入0.2 mol/L的H2C2O4溶液2 mL,记录溶液褪色所需的时间。
本实验的预期现象是酸性KMnO4溶液颜色逐渐变浅直至褪为无色,且加入0.2 mol/L H2C2O4溶液的试管中溶液先褪色。
但笔者经过了多次实验发现:酸性KMnO4溶液颜色逐渐褪为无色过程中经历了多种颜色的逐渐变化,且出现加入0.1 mol/L H2C2O4溶液的试管中溶液先褪色的实验现象。
为此,特进行了相关实验探究,并提出几点实验改进建议,供同行们参考。
2 实验现象探究在进行草酸与酸性KMnO4溶液反应的实验过程中,发现高锰酸钾溶液在褪色过程中经历了“紫红色橙红色棕黄色无色”几个阶段,而不是颜色只是逐渐变浅并褪为无色,并且溶液褪色速度先缓慢,后逐渐加快,另外不同浓度的H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应褪色快慢出现了与预期相反的结论(见实验1)。
实验1 不同浓度的H2C2O4溶液与0.01 mol/L酸性KMnO4溶液反应的探究H2C2O4溶液0.1 mol/L0.2 mol/L0.5 mol/L饱和溶液呈现橙红色时间1′32″3′10″4′30″4′40″呈现棕黄色时间1′45″3′36″4′50″5′08″呈现无色时间1′57″4′16″7′25″8′30″实验说明①药品用量:H2C2O4溶液2 mL, KMnO4溶液4 mL②酸化程度:每20 mL KMnO4溶液+2 mL 浓H2SO4③添加顺序:将2 mL不同浓度H2C2O4溶液同时倒入到4 mL酸性KMnO4溶液中2.1 溶液颜色变化的探究为了探讨H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应过程中出现不同颜色的转变这一现象,特进行了如下实验探究(见实验2)。