Научно-исследовательская работа по теме: «Волшебные чернила»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №2 с.Стерлибашево МР Стерлибашевский район РБ

Секция «Научных открытий заманчивый мир»

Направление « Окружающий мир»

Научно-исследовательская работа

 по теме:

«Волшебные чернила»

Авторы работы:

Самарханов Артур,

Фархшатов Булат,

обучающиеся МБОУ

 СОШ №2 с.Стерлибашево

Научный руководитель:

 Сахибгараева Э.Р.,

учитель начальных классов

МБОУ СОШ №2 с.Стерлибашево

с.Стерлибашево,2022 г.

Оглавление

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

 II. Теоретическое исследование проблемы……………………….…................3

2.1. История возникновения невидимых чернил ……………..………..………4

2.2. История применения невидимых чернил…………………………………..5

2.2. Виды симпатических чернил……………………………………….…….....6

 III. Основная часть……………………………………………………………….7

3.1. Проведение опытов ………………………………………………………….9

3.2. Невидимые чернила в криминалистике ………...........................................10

3.3. Анкетирование ……………..………………………………………………..10

IV.Заключение………………………………………………….…..………...….10

V.Список использованных источников и литературы....…..12

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Введение

       На носу 23 февраля. В этот день нас поздравляют с праздником одноклассницы, родители, бабушки и дедушки, учителя. И нам  ужасно захотелось окунуться в мальчишечью тематику. Ведь какой мальчишка (да и девчонка!) не любит тайные шифры, секретные коды и тайну ?! Кто не мечтал писать послания невидимыми чернилами? Кого оставит равнодушным тема раскрытия преступлений, сбора отпечатков пальцев и распутывания сложных загадок? Для одноклассников мы составили лэпбук  для юных шпионов «Совершенно секретно». Здесь мы собрали в этом шпионском лэпбуке всё, что нужно для работы настоящему шпиону (Приложение1).

Одна из   мини-книжечек посвящена рецептам невидимых чернил для секретных посланий. Конечно же, мы все рецепты опробовали  сами и заявляем с полной ответственностью: сделать невидимые чернила своими руками просто! И они действительно получаются проявляющимися и действительно годятся для тайных посланий! Так возникла тема нашей исследовательской работы «Волшебные чернила»

Гипотеза:

Мы предположили, невидимые чернила существуют и их можно изготовить в домашних условиях своими руками.

Актуальность исследования: сейчас мало, кто помнит и знает  о существовании невидимых чернил, которые люд и использовании на протяжении многих веков для написания. 

Цель исследования: расширить  знания о науке невидимости; узнать, что такое невидимые чернила; научиться изготавливать невидимые  чернила.                                  

Задачи:

1. Изучить литературу и интернет - источники о видах невидимых чернил и способах их получения.

2. Проверить свою гипотезу о возможности самостоятельного изготовления невидимых чернил.

3. Описать результаты нашего эксперимента и сделать выводы.

4. Доказать, что эксперименты являются интересными, увлекательными и познавательными занятиями не только в школе, но и дома.

5. Познакомить с результатами исследований ребят моего класса

Объект исследования: невидимые чернила.

Предмет исследования:вещества, исчезающиепри нанесении на бумагу и проявляющиеся на ней при определённых условиях.

Методы исследования:

Изучение и анализ научной литературы и Интернет-ресурсов по проблеме.

Проведение опытов по изготовлению невидимых чернил.

Наблюдение.

Сравнение.

Анализ.

Новизна исследования:  проведенное исследование  стало для нас настоящим открытием.

Практическая значимость: теоретический и практический материал будет полезен на уроках технологии ;на уроках окружающего мира при изучении раздела «История нашей страны»;для ознакомления учащихся с учебным предметом «Химия»;во время занятий внеурочной деятельностью.

Теоретическое исследование проблемы

2.1. История возникновения невидимых чернил

История создания симпатических чернил

Разные шпионские штучки всегда интересуют детишек. Прочитав детскую энциклопедию и обратившись к интернету, мы узнали, что оказывается, невидимые чернила были известны людям еще в древности, что существует много рецептов невидимых чернил, что иначе невидимые чернила называют – симпатические. И правда, симпатичное название придумали для них ученые. Для нас, как и для многих детей нашего возраста, очень интересно узнать, из чего же можно сделать такие «волшебные» чернила? Здорово, конечно, узнать секреты настоящих разведчиков, и научиться ими пользоваться.

Прежде всего, мы решили узнать, что такое невидимые чернила.

Невидимые (симпатические) чернила – это чернила, записи которыми являются изначально невидимыми и становятся видимыми только при определенных условиях (нагрев, химический проявитель, ультрафиолетовые или инфракрасные лучи и др.)[1].В свое время их использовали военные, дипломаты и ученые, желающие сохранить в тайне какую-либо информацию.

Предлагаем узнать историю применения симпатических чернил.

2.2.История применения невидимых чернил

     В ходе работы мы узнали, что невидимые чернила были известны людям ещё в древности и применялись для тайной переписки (Приложение 2)

Древнегреческий философ Филон Александрийский еще в I веке приводил пример рецепта невидимых чернил. Буквы проявлялись после воздействия на написанное раствором железомедной соли.

А древнеримский поэт Овидий в 43 году до нашей эры предлагал вести тайную переписку молоком, выявляемой посыпанием бумаги сажей. После сдувания сажи на бумаге остаются ее мельчайшие частицы, прилипшие к тем местам, где были буквы, написанные молоком.

    Тайные агенты Ивана Грозного в средние века использовали для написания своих доносов луковый сок. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги [9].

    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 йода, то появляются синие буквы[10]. А император для проявления письма пользовался бурым отваром морских водорослей, видимо, содержащим йод (Приложение 3).

    Всем нам известны истории о русских революционерах, которые писали молоком секретные сведения между строк обычных писем. Правда, эта уловка была достаточно хорошо известна сотрудникам тюрем, поэтому большого успеха такая переписка не несла

     И во время Второй мировой войны военные тоже использовали различные вещества для скрытой передачи военных донесений. А сегодня существуют особые чернила, которые проявляются только при освещении ультрафиолетом, что используется при изготовлении бумажных денег.

2.3.Виды симпатических чернил:
В зависимости от характера взаимодействия веществ, все невидимые чернила можно условно разделить на такие виды: химические, фоточувствительные, люминесцентные, термочувствительные, влагочувствительные.

В ходе выполнения  работы мы  выяснили, в чем различие этих видов симпатических чернил. 

 В состав химических чернил входят бесцветные вещества,  способные  вступать в реакцию с другими , образуя  ярко окрашенные вещества. 

Фоточувствительные   чернила  способны проявляться под действием света. 

Люминесцитные чернила содержат бесцветные вещества,способные к люминесценции под действием ультрафиолетового излучения. 

В состав термочувствительных чернил входят бесцветные вещества, которые переходят в окрашенные соединения при нагревании. 

Влагочувствительные  чернилами  проявляются водой.  

        Список веществ с помощью которых можно приготовить невидимые чернила своими руками в домашних условиях

 Изучив несколько интернет-сайтов, мы узнали, что способов изготовления невидимых чернил очень много. Вот список лишь немногих из них. В качестве симпатических чернил могут быть использованы самые различные вещества:

Молоко — проявляется при нагревании;

Яблочный сок — проявляется при нагревании;

Сок лука — проявляется при нагревании;

Сок лимона — проявляется под воздействием йодной настойки;

Сода - проявляется при нагревании;

Водный раствор медного купороса - пары нашатырного спирта

Крахмал — проявляется под воздействием йодной настойки;

Аспирин — проявляется под воздействием солей железа

Воск — проявитель зубной порошок, акварельные краски

Но будут ли «простые» рецепты эффективными?  Это мы  и решили проверить.

Основная часть

     3.1. Проведение опытов 

       От исторических сведений перейдем непосредственно к теории как сделать невидимые чернила своими руками в домашних условиях. (Приложение 4)

       Мы знаем, малыши 5―7 лет любят секретничать. Девочкам нравится делать красивые тайники с заветными «сокровищами». Мальчики предпочитают играть в разведчиков или шпионов. Но одно занятие придётся по душе всем детям: это тайные послания, которые пишут невидимыми чернилами. Такие чернила достаточно просто сделать дома. Давайте рассмотрим 6 самых простых рецептов для приготовления невидимых чернил в домашних условиях.

Эксперимент 1. Молочные чернила 

     Если писать на обычной бумаге с помощью  кисточки или ватной палочки, смоченной в молоке, то после высыхания надпись  становится бесцветной. Проявляется  под воздействием высокой температуры – для этого бумагу нужно  прогладить утюгом. Надпись, сделанная молоком, очень плохо проявилась. Поэтому мы предположили, что недостаточно жирности молока. И на следующий эксперимент мы заменили молоко 2,5% на 3,2 %.

Эксперимент 2. Содовые чернила 

Невидимая надпись получается, если писать на бумаге раствором пищевой  соды 1:1. После высыхания бумага совершенно бесцветна. 

Надпись проявляется при воздействии  высокой температуры (прогладить  утюгом)  

Эксперимент 3. Чернила из лимонного сока

    Для этого нам понадобятся:половинка лимона, стаканчик, ватная палочка, белый лист бумаги. Выдавим сок из лимона , добавим такое же количество воды. Обмакнём ватную палочку в раствор лимонного сока и воды, попробуем написать что-нибудь на бумаге. После того, как надпись сделана, ей надо высохнуть.

    Чернила проявляются после  смазывания текста водным раствором  йода (воспользуемся ватным диском).  Йод вступает в реакцию с крахмалом, находящимся в бумаги и окрашивает ее в светло-фиолетовый цвет. А те места, на которых был сок, остаются белыми!

Эксперимент 4. Невидимые чернила по старинному китайскому рецепту

    В древности китайские императоры использовали рисовый отвар для написания секретных писем.Сварили густую рисовую кашу так, чтобы вода не полностью впиталась в крупу. Эта вода и будет рисовым отваром, которым можно писать тайные послания. 

     Писать надо на обычной бумаге с помощью ватной палочки. Надпись проявится после смазывания  листа водным раствором йода, ведь рис богат крахмалом.  По легенде, этим способом писали тайные послания китайские императоры.

Эксперимент 5.Как сделать невидимые чернила с помощью медного купороса

     Разбавленный раствор медного купороса имеет бледно-голубой цвет. С помощью такого раствора легко сделать невидимые чернила. Для этого растворяем немного медного купороса в воде. Теперь с помощью палочки или спички можно что-то написать на обычной бумаге. А для того чтобы написанное проявилось, нужно подержать бумагу над нашатырным спиртом. Пары нашатырного спирта вступят в реакцию. Проявление происходит вследствие образования аммиаката меди сине-зеленого цвета.

Эксперимент 6.  Невидимые чернила из лука

    Возьмём половину луковицы, натрём её на тёрке и выдавим через кусочек марли сок в посуду. Нанесём сок лука с помощью ватной палочки , подождём высыхания. Будем проявлять нагреванием. Сок лука темнеет при воздействии тепла, и чернила становятся видимыми, приобретает коричневый оттенок.

Результаты проведенных опытов мы отразили в этой таблице (Приложение 5)

3.2. Невидимые чернила в криминалистике

       Много нового и интересного об использовании невидимых чернил в криминалистике  я узнал  от папы (Приложение 6).  Как рассказывал мой отец (бывший эксперт криминалист) отпечатки пальцев снять с предмета очень легко в домашних условиях, для этого достаточно обмакнуть мягкую кисточку в легкий мелкий порошочек типа пудры, детской присыпки или сажи и аккуратненько провести несколько раз по тому место, где его необходимо снять отпечаток потом берется либо прозрачная липкая пленка похожая на скотч приклеивается поверх отпечатка и потом это все аккуратно снимается. На пленочке останется отчетливый рисунок (отпечаток). Превращение невидимого в видимое оказывает огромную помощь тем, кто раскрывает преступления. Конечно, у экспертов есть тонкие способы и подходящие вещества, позволяющие обнаружить и совсем слабые отпечатки.   Папа показал, как можно проявлять отпечатки пальцев на бумаге и на оконном стекле.   Было очень интересно.

     Во время  экспериментальных исследований  я почувствовал себя не только настоящим исследователем, но и настоящим разведчиком на секретном задании.  Результатами своих экспериментов  я поделился с Булатом.  одноклассниками и надеюсь, что это их вдохновит на собственные эксперименты.

3.3. Анкетирование одноклассников по теме исследования

По теме исследования было проведено анкетирование учащихся 2-4 классов. В анкетировании участвовало 59 человек. Результаты отражены в диаграммах (Приложение 7).
На вопрос «Смотрели ли вы фильмы про шпионов?» 40 человек ответили положительно.
На вопрос «Знаете ли вы про невидимые чернила?» 30 человек ответили отрицательно.
На вопрос «Из чего можно приготовить невидимые чернила?» 11 человек ответили «из лимонного сока», 5 человек - «из молока», 43 человека - «не знают».
На вопрос «Хотели бы Вы научиться готовить невидимые и исчезающие чернила все одноклассники дали положительный ответ.
Результаты анкетирования показали, что одноклассники мало знакомы с секретными чернилами, однако данная тема их заинтересовала.

 Мы познакомили класс со своим исследованием и предложили своим друзьям провести эксперимент: изготовление невидимых из медного купороса (Приложение 7).

Заключение

       В результате исследовательской  работы мы выяснили, что невидимые чернила были известны людям ещё в древности и  ими интересовались во все времена, что они широко применялись для тайной переписки, что существует много рецептов невидимых чернил. Выяснили, что  невидимые чернила – это чернила, записи которыми являются   невидимыми и становятся видимыми только при определённых условиях.

     Итак, мы добились той цели, которую ставили перед собой в начале исследования – узнали, из чего изготавливают невидимые чернила, какие они бывают, какие рецепты симпатических чернил известны, а также в домашних условиях создали симпатические чернила из легкодоступных в домашнем обиходе веществ.

       Таким образом, мы полностью подтвердили выдвинутую нами в начале исследования гипотезу о том, что изготовить невидимые чернила можно в домашних условиях и справиться с этим может даже ребенок.

     На основании проведенных наблюдений мы сделали вывод, что для чернил, изготовленных из разных веществ нужны разные способы их проявления. В данной работе невозможно описать все способы приготовления симпатических чернил. Но мы знаем, что продолжим опыты по созданию новых видов симпатических чернил. В ходе нашей исследовательской работы мы  убедились, что эксперимент – это очень увлекательное и интересное занятие.

     Предлагаем воспользоваться нашими рецептами невидимых чернил для проведения собственных экспериментов.Но помните: их опасно проявлять без взрослых, т.к. требуется огонь, утюг или любое нагревание.

Список литературы

1. Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012
2. Первые книжки о науке «Химия» - Бобков П.В.-М.:Издательство АСТ,2020
3. Весёлые научные опыты для детей в домашних условиях-Спб.: Питер.2017
4. Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения. – М.: Химия, 1994.
5. Что? Зачем? Почему? Хомич Е.О.,М.Н. Яушева– Минск.: Харвест-2011.

6.http://zadachi-po-khimii.ru

7.https://yandex.ru/search/

8.http://chemistry-chemists.com

9. http://www.diclib.com

10.http://mindhobby.com/invisible-inks/