Эти удивительные чернила

Гимназическая научно-творческая конференция

Эти удивительные чернила

Выполнил : ученик 9 «В» класса Кутумов Илья

Руководитель: учитель химии Щербатых Н.В.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………….3

1.Теоретическая часть………………………………………………………………...4

1.1. История возникновения чернил…………………………………………………4

1.2.Общие сведения по чернилам……………………………………………………5

1.3. Чернила, содержащие дубильную кислоту……………………………………..7

1.3.1. Черные канцелярские чернила высшего качества……………………………7

1.3.2. Совершенно черные чернила…………………………………………………..8

1.4.Экстрактивные чернила…………………………………………………………...8

1.4.1. Чернила из каштанов……………………………………………………………8

1.4.2. Чернила из бузины………………………………………………………………8

1.4.3.Чернила из кожуры грецких орехов…………………………………………….8

1.5.Прочные чернила для документов………………………………………………..8

1.6. Ализариновые чернила……………………………………………………………9

1.6.1.Ализариновые чернила по Леонарди…………………………………………...9

1.6.2.Канцелярские ализариновые чернила…………………………………………..9

1.7.Чернила для метки белья…………………………………………………………..9

1.8.Симпатические чернила……………………………………………………………10

1.9.Чернила для принтеров…………………………………………………………….12

1.9.1. Компоненты, входящие в состав чернил для принтеров……………………...12

1.10. Составы для удаления написанного чернилами………………………………..14

1.11.Характеристика веществ, используемых для приготовления чернил…………15

2. Практическая часть………………………………………………………………….16

2.1.Чернила из танина………………………………………………………………….16

2.2. Чернила из кожуры грецких орехов……………………………………………...16

2.3.Чернила для картриджей…………………………………………………………..16

2.4.  Симпатические чернила………………………………………………………….17

2.5. Составы для удаления написанного чернилами………………………………...17

Заключение……………………………………………………………………………..18

Список литературы…………………………………………………………………….19

Трудно встретить человека, который не пользовался бы чернилами и не знал, что это такое. Но многие ли из нас знают историю возникновения, химический состав чернил, процесс производства. Каждое время рождало свои чернила, но спрос на них никогда не проходил. И не случайно: по словам Байрона, одной капли чернил достаточно, чтобы возбудить мысль у миллионов людей.

 В данной научной работе рассматривается история создания чернил, различные составы чернил, и изготовление  чернил из танина, кожуры грецких орехов, симпатических чернил, чернил для катриджей и составов для их удаления.

Теоретическая часть

1.1. История возникновения чернил

Как только у человечества возникла необходимость что-то записать, сохранить для потомства – появились особые составы для письма. Первые чернила делали довольно просто: сажу смешивали с чем-нибудь клейким. В Египте для этих целей использовали золу для сжигания корней папируса, которую соединяли с раствором камеди – клейкого густого сока акации, вишни. Очень давно применялись чернила в Китае. Точнее, это была тушь, имевшая весьма существенный недостаток: со временем она становилась ломкой и отскакивала от бумаги на сгибах. Кроме того тушь была довольно густой и плохо стекала с пера, возможно, поэтому на Востоке предпочитали писать иероглифы кисточкой.

В Европе чернила появились значительно позже. Археологи в засыпанном пеплом древнеримском городе Геркуланоме нашли глиняную чашечку, на дне которой виднелся какой-то темный осадок. Оказалось, что это самая старая из всех известных на земле чернильниц! Более тысячи лет в ней сохли «чернила» - обыкновенная сажа, разведенная на масле.

        Из пурпура и киновари в Древнем Риме делали красные «придворные чернила», которыми писались только придворные документы. Родился  даже императорский указ, запрещавший пользоваться красными чернилами за пределами императорского двора под страхом смертной казни. Эти чернила стерегла специальная стража. Процесс получения пурпура был трудоемким. Сначала собирали  буквально сотни тысяч, миллионы раковин. В Южной Италии сохранилась «ракушечная гора», состоящая целиком из раковин моллюска брандариса. Из раковин извлекали тела моллюсков и помещали в соленую воду. Затем три-четыре дня вялили на солнце, потом варили, а в результате из каждых десяти тысяч моллюсков получали всего один грамм краски! По приблизительному подсчету 1кг пурпура должен был стоить 45 тыс. золотых марок. По видимому, не яркость и красота, а цена красителя вызывала восторг придворных. Сложная технология получения краски и высокое ее качество  (окрашенные пурпуром ткани не выцветали по 200 лет) обуславливали исключительную дороговизну пурпурных красок и соответственно чернил. По понятным причинам широкое распространение получил совершенно иной вид чернил. Сначала это была черная краска, которая применялась и в живописи и для письма. Древнеримские художники делали чернила из плодовых косточек, виноградной лозы, мягкой древесины, сажи, древесного и костного угля. Столетиями позже стали пользоваться чернилами из отвара коры дубильных растений. Самый древний русский рецепт чернил – сажа с камедью (вишневым клеем), разведенная на обыкновенной воде. Это так называемые «копченые чернила». Широко применялись чернила каштановые  ( из отвара кожуры зеленых каштанов), из спелых ягод бузины и кожуры грецких орехов.

Но такие чернила давно уже стали историей. На смену им пришли чернила из орешков- галлов, покрывающих листья дуба. Это наросты на листьях и ветвях дуба. Их орешков-галлов выжимали сок, смешивали с железным купоросом, добавляли немного клея – получались стойкие чернила с красивым отблеском. Сохранившиеся рукописи, написанные этими чернилами, выглядят так, будто они только что вышли из-под пера. Но у таких чернил был и недостаток: написанное можно было прочесть только спустя 10-12 часов, а до этого текст был бесцветным.

В 1885 году саксонский учитель Леонарди совершил переворот в «чернильном деле». Он изобрел ализариновые чернила. Они также были галловые, но не бесцветно-мутные, а интенсивно сине-зеленые. На бумаге они переходили в глубокий черный цвет. Это достигалось с помощью краппа – продукта особой обработки корней восточного растения марены. Позднее крапп заменили синтетическими красителями, а чернильные шарики – танином или галловой кислотой. Однако вскоре и у этого изобретения появился конкурент – анилиновые чернила, например, фиолетовые.

Есть пословица : «Что написано пером, то не вырубишь топором». Но чернила всегда смывали, стирали, и весьма успешно сводили. Один из немногих надежных рецептов чернил предложил в свое время Берцелиус. Текст, написанный его чернилами, можно уничтожить только вместе с бумагой. Зато рецептов невидимых чернил великое множество. Раньше ими успешно пользовались шпионы. Создают такие чернила и сейчас. Например, в Японии совсем недавно выпущены чернила, исчезающие с бумаги через два дня – для временных пометок на полях книги.

        Каждое время рождало свои чернила, но спрос на них никогда не проходил. И не случайно: по словам Байрона, одной капли чернил достаточно, чтобы возбудить мысль у миллионов людей.

 1.2.Общие сведения по чернилам

Приготовление чернил не связано с фабричным оборудованием, и поэтому в небольших производствах можно с успехом изготовлять чернила, отвечающие всем предъявляемым к ним требованиям. В качестве посуды могут служит старые бочки или чаны, медные или железные котлы как для изготовления чернил, так и для фильтрования, и, наконец, нужны стеклянные флаконы, в которые разливают готовые чернила.
Помимо обычных писчих чернил вырабатываются также специальные чернила для копирования, гектографа, стеклографа, черчения, метки белья и т. д. К производству чернил можно отнести и изготовление красок для пишущих машин, штемпельных подушек и т. п., так как они по своему составу похожи на чернила.
            Все изготовляемые чернила должны удовлетворять следующим требованиям. Они не должны действовать разъедающим образом на перо, не должны давать в чернильнице осадка, не должны иметь в своем составе сильно ядовитых веществ. Чернила должны легко сходить с пера и не содержать нерастворимых твердых частиц, чтобы можно было провести самую тонкую линию. Кроме того, они должны быть прочными и не должны покрываться плесенью.

Применяемые в настоящее время чернила  можно разбить на две группы. Самую большую и важную группу образуют черные чернила, содержащие дубильную кислоту. Чернила второй группы не содержат в своем составе дубильных кислот
Чернила первой группы все еще самые употребительные и притом самые дешевые. Они приготавливаются главным образом из дубильной и галловой кислот или из веществ, содержащих дубильное вещество

Растворы дубильных веществ с солями железа дают окрашенную жидкость, которая и является основой для многочисленных простых и дешевых рецептов всевозможных чернил. Из дубильных веществ растительного происхождения наиболее часто для этой цели применяются чернильные орешки, кноперсы, кора конского каштана, ивы и сосны, персидские ягоды (авиньонская грушка), терновник и т. п.
Чернильные орешки представляют собой  наросты на листьях дуба, получающиеся от укола орехотворки.

Кноперсы являются  наростами на чашечках желудей дуба. Самым дешевым является применение дубильного корья, использованного и вновь высушенного. Такое корье содержит достаточное для приготовления чернил количество дубильного вещества.
        При изготовлении чернил основной работой является приготовление вытяжек дубильного вещества, получаемых из сырого материала помощью воды; в настоящее время, однако, часто применяются фабрично изготовленные дубильные экстракты, а также химически чистая дубильная кислота. Танин, встречающийся в продаже в виде желтовато-белого или коричневатого порошка, вполне пригоден для изготовления небольших количеств чернил.

 Вода, применяемая для изготовления чернил, не должна содержать посторонних примесей, которые с дубильными веществами могут дать нерастворимые соединения. Лучше всего применять дождевую, снеговую или дистиллированную воду. В качестве загустителей для приготовления чернил применяют глицерин, гуммиарабики желатин, декстрин и т. п. вещества. Для предохранения от заплесневения применяется карболовая  кислота, салициловая кислота и др.

С развитием красочной анилиновой промышленности производство чернил упростилось до крайних пределов. Простым растворением в воде соответствующей анилиновой краски получают чернила любого оттенка, причем пропорции краски определяются в зависимости от желаемой интенсивности того или иного цвета чернил.   Для улучшения качества чернил, туши и т. п. рекомендуют прибавлять к красящим жидкостям небольшие количества летучих органических соединений алифатического ряда, которые содержат не менее 4 атомов углерода в молекуле, например валериановую или капроновую кислоту, спирт, эфир и кетоны.

1.3. Чернила, содержащие дубильную кислоту

Приготовление этих чернил основано на свойстве водной вытяжки дубильных веществ образовывать с солями железа дубильно-кислое железо, которое и является окрашивающим веществом. При помощи гуммиарабика в качестве загустителя, красящее вещество остается в тончайшем распределении жидкости.

1.3.1. Черные канцелярские чернила высшего качества

Вытяжка из чернильных орешков—100г, раствора железного купороса- 25г, гуммиарабика-10г, глицерина -1,25г, креозота-0,2г.

Чернильные орешки измельчаются в крупный порошок и помещаются в цилиндрический деревянный сосуд, который имеет над дном сито. Между дном сосуда и ситом имеется кран. Орешки помещают в сосуд и заливают дождевой водой. Через три дня сливают жидкость через кран в какую-нибудь посуду.  В сосуд же, опять, наливают 200мл воды на те же орешки. Через три дня опять сливают вытяжку. Эту операцию повторяют несколько раз. Для приготовления раствора железного купороса растворяют при нагревании10г железного купороса в 50мл воды и оставляют раствор на 2-3 часа в покое. Снимают грязно-железную пену и осторожно сливают чистую жидкость с осадка. Далее смешивают все части в указанных пропорциях.

1.3.2. Совершенно черные чернила

Танина -2,44г, галловой кислоты – 0,77г, железного купороса – 3г, гуммиарабика – 1 г, соляной кислоты – 0,25г, карболовой кислоты -0,1г, воды 100 мл.

Растворяют составные части в воде при частом помешивании.

в1.4.Экстрактивные чернила

К этому сорту относятся чернила, при изготовлении которых пользуются не чернильными орешками, танином или галловой кислотой, а получают дубильные вещества из различных частей растений, в которых они находятся. Такие чернила по качеству не уступают чернилам, приготовленным из чернильных орешков и танина, но, к сожалению, этот способ приготовления чернил применяется сравнительно редко.

1.4.1.Чернила из каштанов

Варят 200г зеленой кожуры каштанов в 1л воды в течение нескольких часов, отвар процеживают и смешивают с железным купоросом и квасцами.

1.4.2.Чернила из бузины

100г спелых ягод черной бузины раздавливают и выдавливают сок. В 5г уксуса растворяют 2г квасцов и 5г железного купороса. И прибавляют этот раствор к соку ягод

1.4.3.Чернила из кожуры грецких орехов.

100г зеленой кожуры грецких орехов варят в 400г воды, 4г железного купороса и 4г квасцов. Получаются прочные и красивые чернила.

     Растворяют составные части в воде при частом помешивании.

1.5.Прочные чернила для документов

Различные документы, векселя, долговые обязательства должны быть написаны прочными чернилами для того, чтобы они могли долгое время сохраняться без изменения. Эти чернила не должны исчезать ни посредством промывки, ни подчисткой без одновременного удаления и разрушения слоя бумаги. Так в этой главе указаны несколько рецептов довольно прочных чернил.

Рецепт 1

1,3г паратоллуидина растворяют в 7,7 г анилина, после чего к раствору прибавляют 15г разведенной соляной кислоты и 15г гуммиарабика. Полученный состав тщательно перемешивают и в отдельной посуде растворяют в 20г нагретой дистиллированной воды, 2,6г двухлористой меди, 2 г поваренной соли, 1,3г хлористого аммония и 1,3г бертоллетовой соли, после чего к этому раствору примешивают 11г гуммиарабика. Перед употреблением смешивают равные части обоих растворов.

Рецепт 2

Смешивают 10г меда и 140г воды и медленно небольшими порциями при постоянном перемешивании приливают к смеси 20г концентрированной серной кислоты, после чего к составу прибавляют соответствующее количество индигокармина, придающего чернилам интенсивность окраски.

Если исписанную такими чернилами бумагу сильно нагреть, то надписи становятся совершенно черными и неудаляемыми.

1.6. Ализариновые чернила

По названию эти чернила должны были бы содержать дорогостоящее красящее вещество - ализарин. В настоящее время (1927 г.) большинство этих чернил ализарина не содержит.
Ализариновые чернила впервые были предложены Леонарди, и их преимущество заключается в том, что они не дают осадка. Чернила, приготовленные на дубильных веществах, с течением времени дают осадок. Чтобы избежать этого недостатка, в ализариновые чернила часто прибавляют соляную, серную или уксусную кислоту. Ализариновые чернила обычно имеют цветную окраску (синюю, зеленую), которая на бумаге с течением времени переходит в черную. Этот последний признак в настоящее время является самым характерным для ализариновых чернил.

1.6.1.Ализариновые чернила по Леонарди

3.5 г истолченных в крупные зерна чернильных орешков и 250 г крапового корня оставляют стоять в течение нескольких дней с 10 л теплой воды; фильтруют, пополняют испарившуюся воду новой и прибавляют при взбалтывании 100 г раствора индиго, 433 г железного купороса и 166 г раствора уксусно-железной соли. Жидкость оставляют в течение 8-10 дней спокойно стоять и затем сливают о осадка.
Раствор уксусно-железной соли приготовляют посредством обработки 2 вес. ч. железной проволоки, токарных или др. стружек или опилок, 20 вес. ч. древесного уксуса.

1.6.2.Канцелярские ализариновые чернила

1-й раствор (чернильные орешки – 600г, кипяченая вода- 2л)

2 –й раствор (индиго в порошке- 40г, серная кислота 50% 200г0

Индиго помещают в глиняный глазированный горшок и поливают серной кислотой, затем дают отстояться в течение суток и осторожно прибавляют понемногу 2л кипяченной воды, 90г чистых, мелко истертых в фарфоровой ступке железных опилок и 60г мела. Полученную жидкость фильтруют и вливают в нее профильтрованный первый раствор. Эти чернила дают на бумаге зеленое окрашивание, по высыхании переходящее в интенсивный сине-черный цвет

1.7.Чернила для метки белья

К этим чернилам предъявляются требования наибольшей прочности, так как они должны быть устойчивыми не только по отношению к воде, но также и ко всем специальным средствам для стирки.

Наиболее прочными из них являются чернила, изготовленные из серебряных соединений, а также такие составы, главное вещество которых состоит из угля. Из органических красителей нужно отметить белое индиго, так как оно дает почти нерастворимое соединение.

Рецепт 1

425г анилина, 25г бертолетовой соли и 130г воды нагревают в колбе на водяной бане до тех пор, пока полностью не растворится бертолетова соль. Затем прибавляют 170г чистой 36% соляной кислоты и нагревают дальше, пока жидкость не начнет темнеть. Затем прибавляют раствор  30г двухлористой меди в 90г дистиллированной воды и 170г  концентрированной соляной кислоты, после чего чернила нагревают на водяной бане до тех пор, пока они не станут красно-фиолетовыми.

Этими чернилами хорошо писать гусиным пером на полотняных тканях или тканях из растительных волокон. Нужно следить, чтобы ткани были совершенно свободны от щелочей или мыла, так как в противном случае они не образуют анилиновой черни, которая является основанием этих чернил.

1.8.Симпатические чернила

Приходится признать, что некоторые виды чернил или давно исчезли из употребления, или применяются только в таких таинственных целях, как секретная переписка. Для такого рода тайнописи существует много способов, и все они используют секретные или "симпатические" чернила -- бесцветные или слегка окрашенные жидкости. Написанные ими послания становятся видимыми только после нагревания, обработки специальными реактивами или в ультрафиолетовых либо инфракрасных лучах. Известно немало рецептов подобных чернил. Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги. Ленин использовал для тайнописи сок лимона или молоко. Для проявления письма в этих случаях достаточно прогладить бумагу горячим утюгом или подержать ее несколько минут над огнем. Знаменитая шпионка Мата Хари тоже использовала секретные чернила. Когда она была арестована в Париже, в ее гостиничном номере нашли пузырек с водным раствором хлорида кобальта, что и стало одной из улик при разоблачении ее шпионской деятельности. Хлорид кобальта можно успешно использовать для тайнописи: буквы, написанные его раствором, содержащим в 25 мл воды 1 г соли, совершенно невидимы и проявляются, делаясь синими, при легком нагревании бумаги. Секретные чернила широко применялись и в России революционерами-подпольщиками. В 1878 году Вера Засулич стреляла в петербургского градоначальника Трепова. Судом присяжных Засулич была оправдана, но жандармы пытались снова арестовать ее при выходе из здания суда. Однако ей удалось скрыться, сообщив заранее своим друзьям о плане побега по окончании суда при любом его решении. Записка с просьбой принести кое-что из одежды содержала на обратной стороне листка информацию, написанную водным раствором хлорида железа FeCl3 (Засулич принимала это вещество как лекарство). Такую записку можно прочесть, обработав ее ватным тампоном, смоченным разбавленным водным раствором тиоцианата калия: все невидимые буквы станут кроваво-красными из-за образования тиоцианатного комплекса железа. Члены тайной организации "Черный передел" тоже использовали в переписке невидимые чернила. Но из-за предательства одного из чернопередельцев, знавшего секрет расшифровки писем, почти все были арестованы... Тайные письма были написаны разбавленным водным раствором медного купороса. Проявлялся написанный такими чернилами текст, если бумагу подержать над склянкой с нашатырным спиртом. Буквы окрашиваются в ярко-синий цвет из-за образования аммиачного комплекса меди. А вот китайский император Цин Шихуанди (249--206 гг. до н. э.), во время правления которого появилась Великая Китайская стена, использовал для своих тайных писем густой рисовый отвар, который после высыхания написанных иероглифов не оставляет никаких видимых следов. Если такое письмо слегка смочить слабым спиртовым раствором иода, то появляются синие буквы. А император для проявления письма пользовался бурым отваром морских водорослей, видимо, содержащим иод. Еще один рецепт секретных чернил включает применение 10%-го водного раствора желтой кровяной соли. Написанные этим раствором буквы исчезают при высыхании бумаги. Чтобы увидеть надпись, надо смочить бумагу 40%-м раствором хлорида железа. Ярко-синие буквы, которые появляются при такой обработке, уже не исчезают при высыхании. Появление букв связано с образованием комплексного соединения, известного под названием "турнбулева синь". Страхуясь от любительских попыток выявить тайнопись методом "тыка", можно задействовать различные уловки, включая, скажем, нитрование бумаги (вспыхнет при избыточном нагреве) или же выполнение записи "светопером" (светодиодом) на очень чувствительной к свету бумаге (написанное исчезает на фоне от засветки при освещении дневным светом). Для проявления тайнописи надо воспользоваться соответствующим реактивом и подобающей методикой. Сам проявитель здесь наносится через касание - протирку губкой (ватным тампоном), через обрызгивание из пульверизатора, или другим доступно-оптимальным способом. В температурных вариациях задействуют проглаживание утюгом или нагрев возле электролампочки. В качестве приемлемых чернил для тайнописи можно использовать очень многие из подворачивающихся под руку веществ: лекарства, бытовую химию и даже отдельные продукты. Короткий список симпатических чернил подобного рода с упоминанием их проявителя представлен нами ниже. Сухие вещества здесь растворяются в воде или же в спирте, а концентрация состава устанавливается на опыте.

1.Пиво и белое вино - пепел сожженной бумаги (текст слегка увлажняется дыханием).

2.Сахарная вода и фабричный яблочный сок - пепел бумаги (при увлажнении текста).

3.Яблочный сок (при "макании" в яблоко) и молоко (разбавленное) - нагрев.

4.Сок лука и брюквы - нагрев.

5.Пищевая лимонная кислота - бензилоранж.

6.Пирамидон (в спиртовом растворе) - нагрев.

7.Вяжущие средства для дезинфекции рта и глотки - нагрев.

8.Аспирин - соли железа.

9.Фенолфталеин - всякая разбавленная щелочь (скажем, гашеная известь). Квасцы - нагрев.

10.Серная (аккумуляторная) кислота (при 10-15%) - нагрев.

11.Воск (хоть как-то заостренный фрагмент свечи) - кальция карбонат, или зубной порошок (посыпать и стряхнуть).

12.Стиральный порошок - свет лампы ультрафиолета (скажем, от пробника валюты).

13.Слюна - сильно разбавленные водой чернила.

Очень удобным способен оказаться иной раз метод так называемого "водяного давления", следуя которому надо смочить водой лист нелинованной бумаги и поместить его на некую стеклянную подложку (скажем, на зеркало). На этот лист кладут другой сухой бумажный лист, и затем твердым карандашом или густым стержнем от шариковой ручки пишут необходимый текст. Пока бумага влажная - текст будет виден, а как только она высохнет - исчезнет. После того как лист станет сухим, на нем нерастворимыми в воде чернилами пишут какое-либо маскировочное послание. Чтобы сокрытое сообщение появилось, надо всего лишь сунуть лист в любую воду и тут же вытащить его обратно

1.9.Чернила для принтеров

1.9.1. Компоненты, входящие в состав чернил для принтеров

Вода - основной компонент и главный растворитель. Чернила для термоструйной печати (картриджи для принтеров НР, Canon, Lexmark) готовятся исключительно на основе воды, в то время как для принтеров Epson могут быть использованы чернила на основе других растворителей. Используемую воду необходимо предварительно тщательно очистить от механических примесей, растворенных солей, газов и др.. Для предварительной очистки применяют механические фильтры, угольные фильтры и ионообменники. Для окончательной очистки и дезинфекции воды применяют ультрафиолетовое облучение и очистку методом обратного осмоса. В результате получается продукт - пермеат, в 10 раз чище дистиллированной воды. Чистоту проверяют, измеряя электрическую проводимость кондуктометром. Водопроводная вода имеет проводимость 400-500 микроСименс/см, дистиллят - 20-25, а пермеат - менее 3.

Красящее вещество. Чернила для струйных принтеров содержат красящее вещество черного, голубого, пурпурного или желтого цвета. При этом оно может быть или синтетическим органическим красителем или пигментом. Краситель - это химическое вещество, которое полностью растворяется в воде. Пигмент - окрашенное вещество, которое не растворяется в воде и находится в чернилах в виде очень мелких твердых частичек. Как компонент чернил, красящее вещество также должно быть высокоочищенным и не содержать солей, механических примесей, полупродуктов производства и т.д. Отсутствие или наличие механических примесей обнаруживается при фильтровании раствора красителя через мембранные фильтры с диаметром пор 1, 0.45 и 0.2 мкм. Наличие растворенных примесей обнаруживается путем измерений проводимости раствора красителя. Соответствие цвета и интенсивность окраски проверяется спектрофотометрически. Только пройдя эти испытания, чернила готовятся к производству пробной партии и проверяется качество печати.

Сорастворитель - вводится в состав чернил для улучшения растворимости красящего вещества.

Смачиватель - это органическое вещество, помогающее предотвратить засыхание чернил при контакте с воздухом, в частности - в соплах печатающей головки.

Фиксирующая добавка (пенетрант) - Помогает зафиксировать чернила на субстрате (бумаге, пленке и т.д.)

Пав -Усиливает смачивание чернилами поверхности субстрата, картриджа, печатающей головки.

Регуляторы поверхностного натяжения, динамической вязкости и кислотности чернил - служат для установления и поддержания необходимых физико-химических характеристик чернил. Если поверхностное натяжение слишком высокое, то чернила не будут должным образом продвигаться к печатающей головке, что приведет к неоднородности печати. На бумаге чернила будут долго сохнуть и размазываться. Если поверхностное натяжение слишком низкое, то чернила будут вытекать из сопел и образовывать при печати .кляксы Изображение расплывается, теряется четкость и яркость картинки, чернила впитываются в бумагу (лист мокрый) и проникают на другую сторону листа (пробивание).

Биоцид - Предотвращает рост грибов и других микроорганизмов в чернилах при длительном хранении, не позволяет бактериям печатающей головке зарасти слизью.

Всего в составе чернил может быть до 15 компонентов.

Чернила для определенного типа картриджей имеют: свой химический состав (химикаты подобраны таким образом, чтобы быть совместимыми между собой с материалами картриджа и печатающей головки с точки зрения химии: не должно происходить нежелательных процессов, таких как коррозия, склеивание, терморазложение, химические реакции с получением новых веществ, осадка, газов и т.д.).

Конкретные физико-химические параметры (характеристики). Среди них - поверхностное натяжение, вязкость, кислотность, проводимость и др.

 1.10. Составы для удаления написанного чернилами

Готовят первый раствор: 10г щавелевой кислоты, 10г лимонной кислоты растворяют в 100г воды. Написанное смачивают этим раствором мягкой кистью 2-3 раза, затем смачивают чистой водой, посредством кисти  и сушат протравленное место пропускной бумагой. Затем готовят второй раствор: 10г хлористого калия, 10г бертолетовой соли, 10г поваренной соли растворяют в 50г воды. Готовят третий раствор: 10г соляной кислоты, 10г поваренной соли растворили в 30г воды.

Протравленное место смазывают вторым раствором, сушат, затем смазывают третьим раствором. Промывают водой и сушат утюгом через пропускную бумагу.

1.11.Характеристика веществ, используемых для приготовления чернил

Таннины (танниды) — группа фенольных соединений растительного происхождения, содержащих большое количество групп OH. Таннины обладают дубящими свойствами. Дубящее действие таннинов основано на их способности образовывать прочные связи с белками, полисахаридами и другими биополимерами. Таннины делят на 2 класса: образованные многоатомным спиртом (например, глюкозой), у которого гидроксильные группы частично или полностью этерифицированы галловой кислотой или родственными соединениями  и образованные конденсацией фенольных соединений, например катехинов . Таннин — аморфный светло-жёлтый порошок, со слабым своеобразным запахом, вяжущего вкуса, растворимый в воде, спирте и глицерине.  Молярная масса 500—3000 г/моль. Таннины содержатся в коре, древесине, листьях, плодах (иногда семенах, корнях, клубнях) многих растений — дуба, каштана, акации, ели, лиственницы, эвкалипта, чае, гранатового и хинного деревьев, сумаха, квебрахо и других; придают листьям и плодам терпкий вкус. Галловая кислота - (3,4,5-тригидроксибензойная кислота), (HO)3C6H2COOH, бесцветные кристаллы;  tпл 240 °С (с разложением). Содержится в чае, дубовой коре, дубильных экстрактах. Применяют для получения пирогаллола, красителей, лекарственных веществ, в аналитической химии.

Железный купорос – железа сульфаты: FeSO4 и Fe2(SO4)3. Образуют кристаллогидраты. FeSO4·7H2O (железный купорос) применяют в производстве чернил, для окраски шерсти в черный цвет, консервации древесины, как фунгицид. Fe2(SO4)3·9H2O — коагулянт при очистке воды, сырье для получения железных квасцов, протрава при крашении.

Соляная кислота - (хлористоводородная кислота), раствор хлористого водорода в воде; сильная кислота. Бесцветная, «дымящая» на воздухе жидкость (техническая соляная кислота желтоватая из-за примесей Fe, Cl2 и др.). Максимальная концентрация (при 20 °С) 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см3. Применяют в гидрометаллургии и гальванопластике, для очистки поверхности металлов при паянии и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. Составная часть желудочного сока; разведенную соляную кислоту назначают внутрь главным образом при заболеваниях, связанных с недостаточной кислотностью желудочного сока.

Гуммиарабик - (от лат. gummi — камедь и arabicus — аравийский), вязкая прозрачная жидкость, выделяемая некоторыми видами акаций. Растворяется в воде, образуя клейкий раствор. Применялся как клеящее вещество.

2. Практическая часть

2.1.Таннино–ализариновые чернила

В соответствии с методикой приведенной выше смешали:

Танин -2,5г, железный купорос- 2г, синяя анилиновая краска -0,15г,сахар – 3,8г,соляная кислота – 1,5г,вода-100г

Вывод: получили красивые синие чернила, неотличимые от чернил заводского происхождения.

2.2. Чернила из кожуры грецких орехов

100г зеленой кожуры грецких орехов варили в 400г воды, 4г железного купороса и 4г квасцов.

Вывод: получились черные чернила, слегка бледноватые при написании

2.3. Чернила для картриджей.

 Оборудование: несколько плоскодонных колб, мерный цилиндр или мензурка, стаканы, воронка, емкости для готовых чернил, шприцы на 20 мл.(если чего-то нет, подойдет любая хоз. посуда), бумажные фильтры с размером пор 0.9 микрон .

Реактивы: Чернила ГАММА "радуга" любого желаемого цвета (либо другие водорастворимые чернила для ручек можно Parker), спирт, глицерин , дистиллированная вода (если нет, подойдет кипяченая).

Этапы приготовления чернил:

а) подготовить компоненты указанным способом;
б) смешать все названные в рецепте компоненты в точной пропорции;
в) профильтровать смесь через фильтр самотеком или с насосом;
г) заправить в картридж.

Соотношение компонентов позволяет изготовить чернила любой массы. Мы готовили чернила массой 20г.

2.4. Симпатические чернила

2.4.1.Симпатические чернила на основе хлорида железа(III)

Растворили 20г хлорида железа (III) в 80г воды. Полученный раствор залили в перьевую ручку. Сделали надпись. Для того, чтобы обнаружить надпись использовали два раствора: 10% раствор желтой кровяной соли и 10% раствор тиоцианата калия.

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KCl

FeCl3 + 3KCNS = Fe (CNS)3 + 3KCl

2.4.2 Симпатические чернила на основе сульфата меди (II)

Растворили 10г сульфата меди (II) в 90г воды. Полученный раствор залили в перьевую ручку. Сделали надпись. Для того, чтобы обнаружить надпись  подержали листок над концентрированным раствором аммиака. Надпись появилась на бумаге. Это связано с тем, что образовался аммиачный комплекс меди.

2.5. Составы для удаления написанного чернилами

Готовят первый раствор: 10г щавелевой кислоты, 10г лимонной кислоты растворяют в 100г воды. Написанное смачивают этим раствором мягкой кистью 2-3 раза, затем смачивают чистой водой, посредством кисти  и сушат протравленное место пропускной бумагой. Затем готовят второй раствор: 10г хлористого калия, 10г бертолетовой соли, 10г поваренной соли растворяют в 50г воды. Готовят третий раствор: 10г соляной кислоты, 10г поваренной соли растворили в 30г воды.

Протравленное место смазывают вторым раствором, сушат, затем смазывают третьим раствором. Промывают водой и сушат утюгом через пропускную бумагу.

Заключение

Проделав огромную работу я узнал много о чернилах, о различных видах и способах их получения. Кроме того мы получили некоторые виды чернил:

-таннино-ализариновые;

-чернила из грецких орехов;

-чернила для заправки картриджей, которые в наше время играют очень важную роль, ведь мы постоянно пользуемся печатными документами;

-симпатические чернила, которыми пользовались и революционеры, и шпионы;

-составы для удаления, написанного чернилами, что очень актуально для школьника.

Конечно же  хотелось попробовать получить чернила из каштана, из чернильных орешков, из бузины, но я думаю, что это еще все впереди, т.к. я теперь знаю рецепты и где найти сырье. И я надеюсь что после моего доклада вы сможете сами изготовить чернила и будете относиться к  ним с большим уважением, ибо чернила имеют длинную историю и играют огромную роль в нашей повседневной жизни.

Список литературы

1. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия 2005г.
2. Химическая энциклопедия в пяти томах: т.4  -М.:Советская энциклопедия, 1988
3. Б.Д.Степин Л.Ю. Аликберова Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия,   1995

4. Гроссе Э., Вайсмантель X.Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты.2-е русское изд. - Л.: Химия, 1985. -- Лейпциг, 1974.
   Перевод с немецкого Л. Н. Исаевой под ред. Р. Б. Добротина (гл. 1-3) и А. Б. Томчина (гл. 4-8)
   © Urania-Verlag Leipzig-Jena-Berlin. Verlag fur popularwissenchaftliche Literatur. Leipzig, 1968
   © Перевод на русский язык, Издательство "Химия", 1978
   OCR and Spellcheck Афанасьев Владимир

5. www.lformula.ru.