LG사이언스랜드

전체메뉴보기 검색 과학상자

비밀편지의 비밀을 밝혀라 목록

조회 : 15551 | 2004-01-13

1. 실험 목적

잉크를 직접 만들어서 비밀 메시지를 써 봅시다.
마술글씨 속에 숨겨진 화학반응을 알아볼 수 있습니다.    

 


z

 

2. 실험준비물
염화코발트용액, 레몬, A4용지500장, 히터(또는 난로), 염화철, 마분지, 티오시안칼륨용액, 페로시안칼륨용액, 페로시안산나트륨, 황산암모늄철, 백반, 붓




3. 실험방법
① 건조한 염화철로 마분지나 포스터 지를 문지른다.
② 무색인 트로시안칼륨 수용액에 적신 솔로 그림을 그리면 빨강색이 나타난다. 

 



z



z

 

4. 실험 속 과학원리
- 보이지 않는 레몬 잉크

레몬을 반으로 자른 후 짜서 즙을 냅니다. 이 레몬즙을 이쑤시개 또는 붓에 적셔서 종이 위에다 원하는 글이나 그림을 그려보세요. 마르도록 잠시 놔두면 종이 위에는 아무런 표시도 남지 않아요. 이 종이를 뜨거운 전구나 히터 위에다 갖다 대면 서서히 갈색으로 글이나 그림이 나타나기 시작합니다. 그럼 여기에는 어떤 원리가 숨어 있을까요 ?

원리 : 레몬 속에는 신맛을 내는 ‘시트르산’이라는 물질이 들어 있습니다. 그리고 대부분의 종이는 셀룰로오스로 되어 있는데, 이는 C(탄소), H(수소), O(산소)의 성분으로 이루어져 있지요. 레몬즙을 종이에 묻혀 열을 가하면 레몬즙 속에 들어 있는 시트르산이 농축되면서 종이에 있는 셀룰로오스로부터 물을 뽑아 냅니다. 이러한 작용을 탈수 작용이라고 하는데, 아마 과학 시간에 배웠을 거예요. 대부분의 진한 산은 이러한 탈수 작용을 할 수 있어요. 물을 잃은 종이는 구성 성분 중 H와 O를 잃었으므로 새까만 C(탄소)밖에 안 남지요. 그래서 레몬즙이 묻었던 자리가 새까맣게 또는 농도가 옅을 때에는 갈색으로 변하게 되지요.

시트르산
셀룰로오스 ------------> C(s) + H2O(g)
가열





- 보이지 않는 염화코발트 잉크

붉은 빛을 띠는 염화코발트 용액을 이쑤시개나 붓에 묻혀 종이 위에다 원하는 글이나 그림을 그립니다. 잠시 후 마르면 붉은 색이 없어지고 종이 위에다 아무런 표시도 남지 않게 됩니다. 이 종이를 뜨거운 열원 위에 가져다 대면, 조금 전에 그린 글이나 그림이 요술처럼 파란색으로 보이게 되고 시간이 지나면 다시 사라져요. 글이나 그림을 다시 보이게 하려면 어떻게 할까요? 다시 뜨거운 열원 위에 가져다 대면되겠지요? 자 - 그럼 이 원리를 눈치채기 시작했나요?

원리 : 우리가 실험에서 사용하는 염화코발트는 여섯 분자의 물을 분자 내에 포함하고 있습니다. 이러한 물을 결정수라고 하고, 이 결정수를 포함한 화합물을 특히 수화물이라고 하지요. 그래서 CoCl2·6H2O 라고 표시해요. 이에 반해 결정수가 없을 때의 화합물을 무수물이라고 하는데, 염화코발트는 수화물일 때와 무수물일 때의 색깔이 틀려지는 거지요. 즉, 수화물인 용액일 때는 옅은 분홍색 또는 붉은 색이어서 종이 위에 쓰면 색이 보이지 않습니다. 그러나 열을 가해 마른 상태로 만들면, 푸른색 무수 염화코발트가 형성되기 시작합니다. 따라서 용액이 묻었던 자리가 파랗게 변해 우리가 글이나 그림을 볼 수 있는 거지요.

가열
2(Co(H2O)6)Cl6 -----------> Co(CoCl4) + 12H2O
수화물(분홍) 무수물(파랑)

그런데 무수물을 상온에서 방치해 두면, 공기 중에 있는 H2O와 다시 결합해 수화물로 변하게 되니까 파란색이 사라지는 거죠.





- 용해성에 의한 마술 글씨

방법 :
1. 양초 또는 백반 포화 수용액으로 종이 위에 글이나 그림을 그립니다.
2. 물 속에 넣어 봅니다.

원리 : 양초는 파라핀 류의 무극성 물질입니다. 물 속에 넣으면, 극성인 물과는 섞이지 않습니다. 따라서 쓴 글이나 그림을 구별해 낼 수 있습니다. 또한 백반은 극성 물질로(K2SO4·Al2(SO4)3) 물과 잘 섞여서, 백반으로 쓴 부분이 젖어 들면서 글이나 그림이 보입니다.




주제!
관련주제가 없습니다.
관련단원 보기
*중2학년 1학기 물질의 구성
원자(atom)와 원소(element)
*초등5학년 1학기 용해와 용액
지구에 커다란 구멍이 생겼어요. - 싱크홀(sinkhole)
*초6학년 2학기 산과 염기
산과 염기가 만나면 - 간장
*중2학년 1학기 물질의 구성
촉매 삼총사- 백금(Pt), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd) -
*초6학년 2학기 산과 염기
황산과 염산의 정체 - 산과 염기
사진올리기 바로가기