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作弊神器:會消失的字跡,原來可以這樣寫出來

利用化學反應,我們能設計出“消失墨水”,乍一看像是深藍色的墨水,但如果把它滴在紙上,或者灑在布上,顏色過不了多久就會逐漸變淺,直至消失。這種“墨水”是怎麽做的呢?

原理說起來並不複雜,主要是利用了酸鹼指示劑的變色。在藍色的消失墨水中,顯示顏色的成分通常用的是百裡酚酞,這是一種酸鹼指示劑,當pH足夠高時顯示藍色,在中性環境下則為無色。

百裡酚酞的變色範圍。圖片來源:wikipedia

在“消失墨水”的溶液中,加入一些氫氧化鈉將pH調整到10-11,這時百裡酚酞就會呈現墨水般的深藍色。而當墨水被塗到紙上或者衣服表面時,墨水中的鹼會開始與周圍環境中的二氧化碳反應,逐漸轉化成碳酸鹽。這樣一來,溶液的鹼性就會變弱,跨過百裡酚酞的變色點,於是在放置的過程中藍色就會逐漸消失,變成無色的樣子。

墨水消失的效果,時間參考右下角標記。錄製者:tecno40

中學化學常用的酚酞試劑,也可以做出褪色墨水的效果:從粉紅色變為無色。酚酞變色的 pH 值約為8.2,非常接近中性,所以酚酞能靈敏地檢測出溶液由中性向弱鹼性的變化,成為化學實驗室的常用選擇。不過也正因如此,如果要表演褪色墨水(由鹼性變為中性/酸性),酚酞的效果就不如百裡酚酞了。

pH 指示劑不只能在兩三種顏色間切換,下圖這種指示劑,可以呈現5種不同的顏色。

圖片來源:公眾號 酷炫科學

這實際上是百裡酚藍在不同的 pH 環境下變色的反應。百裡酚藍可以先後解離出兩個質子(氫離子),改變分子結構,因此就有了兩個變色點,在 pH 很低的情況下(9.6),顯示藍色。百裡酚藍變色的核心色彩其實還是三種,不過紅與黃、黃與藍混合,又產生了兩種新的顏色。

5種還不是 pH 指示劑顯色的極限。比如說,實驗室常用的 pH 試紙,供對照的比色卡上列出了多達14種顏色。pH 試紙用的是通用指示劑,又名廣泛試劑,它是多種酸鹼指示劑複配而成的。

某種pH試紙的比色卡。圖片來源:wikipedia

知識點化學九年級下

酸鹼指示劑

酸鹼中和反應

編輯:張帥琰

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