魔术墨水的特性及显现实验研究

1、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，最终消失，味道也消失

2、。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。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：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，

3、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

4、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。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

5、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。 结论：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

6、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：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

7、无色，遇到碱性溶液不变色。方法（1）：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

8、。 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011.6浅蓝色610.8无色 349.6 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里酚酞溶液

9、。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

10、。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2010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