BĄDŹ JAK AGENT 007!!!

Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się w jaki sposób możesz ukryć informację, tak aby osoby postronne nie zdołały jej odczytać? Rolę taką pełnią tzw. atramenty sympatyczne czyli substancje służące do ukrywania informacji, używane w technikach steganografii. Zapisana tajna wiadomość pozostaje niewidoczna dla zwykłego śmiertelnika, a ujawniona zostaje wówczas, gdy się ją potraktuje chemikaliami dającymi barwne zabarwienia z użytym atramentem, podwyższoną temperaturą lub światłem UV.  Mam nadzieję, że zamieszczone informacje pozwolą zaspokoić Twój głód wiedzy „małego detektywa”.

 

 Załącznik :

DOŚWIADCZENIA:

  • Sporządźmy zatem rozcieńczony (1.2%) roztwór kwasu salicylowego C6H4(OH)COOH. W zamian można użyć również spirytusu salicylowego dostępnego w każdej aptece środka dezynfekcyjnego, który jest etanolowym roztworem tego kwasu. Następnie na kartce białego papieru wykonujemy napis (za pomocą pędzelka, wykałaczki czy stalówki) i suszymy arkusz. Jako wywoływacza użyjemy roztworu chlorku żelaza(III) FeCl3 o stężeniu ok. 5%. Płatek bawełniany lub wacik zwilżamy roztworem soli żelaza i pocieramy nim kartkę papieru.
  • W kolejnym doświadczeniu jako atramentu użyjemy roztworów octanu ołowiu(II) (CH3COO)2Pb oraz jodku potasu KI jako wywoływacza (oba roztwory o stężeniach 3 5%). Napis na kartce papieru wykonujemy tak samo, jak w poprzednim eksperymencie. Suszenie i wywoływania również przebiega w identyczny sposób, zaś napis ujawnia się w postaci żółtych liter utworzonych przez trudno rozpuszczalny osad jodku ołowiu(II):
  • Następne doświadczenie oparte jest na zmianach zabarwienia wskaźników kwasowo-zasadowych. Roztworem o odczynie zasadowym (np. wodorotlenku sodu NaOH, wodorotlenku potasu KOH albo węglanu sodu Na2CO3) i stężeniu 3-5% wykonujemy napis lub rysunek na kartce papieru. Jako wywoływacza użyjemy alkoholowego roztworu fenoloftaleiny o stężeniu ok. 1%, który (o czym z pewnością wiemy) zabarwi się na malinowo w kontakcie z zasadą i w ten sposób ujawni ukrytą treść. Gdy zamiast zasady zechcemy użyć kwasu, najlepszy będzie kwas fosforowy H3PO4, zaś jako wywoływacz ? roztwór oranżu metylowego (lub innego wskaźnika zmieniającego barwę w roztworze o odczynie kwaśnym, np. błękitu bromotymolowego).
  • Sporządzamy zatem roztwory azotanu(V) srebra AgNO3 i chlorku sodu NaCl o stężeniach ok. 5% (w tym miejscu chyba wszyscy już Czytelnicy domyślają się, jak dalej przebiegnie próba). Po napisaniu tekstu za pomocą roztworu lapisu i wyschnięciu kartki zraszamy ją roztworem soli kuchennej i wystawiamy na działanie światła słonecznego. Po kilkunastu minutach ujawniają się ciemno zabarwione litery tekstu.
  • W kolejnej próbie użyjemy soku z cytryny. Po wykonaniu napisu i wyschnięciu arkusza ostrożnie ogrzewamy go nad płomieniem palnika kuchenki gazowej (lub po prostu nad świeczką). Już po chwili zaczynają pojawiać się ukryte litery, ciemniejące z każdą chwilą. Mechanizmem procesu jest termiczny rozkład (zwęglanie) związku organicznego  kwasu cytrynowego. Podobny efekt możemy uzyskać, używając do napisania wiadomości roztworu cukru (pod wpływem ogrzewania tworzy się karmel), mleka (karmelizuje cukier mleczny  laktoza), soku owocowego (zawiera kwasy organiczne, m.in. cytrynowy) i wielu innych produktów spożywczych. W odróżnieniu od roztworu chlorku kobaltu(II) atramenty spożywcze są jednorazowe  nie ma możliwości powrotu do pierwotnej, niewidocznej postaci napisu.
  • Efektownym doświadczeniem jest wywołanie ukrytego rysunku, wykonanego za pomocą roztworu azotanu(V) potasu KNO3 lub chloranu(V) potasu KClO3. Jednym ze sporządzonych roztworów piszemy lub rysujemy na kartce pilnie bacząc, aby wszystkie elementy naszego dzieła były ze sobą połączone (w przeciwnym razie doświadczenie się nie uda). Po wyschnięciu kartki rozgrzewamy w płomieniu palnika gazowego główkę gwoździa i od razu przykładamy go do punktu startowego naszego rysunku (który warto zaznaczyć w możliwie dyskretny sposób). Rozpoczyna się szybkie zwęglanie papieru, zachodzące tylko we fragmentach pokrytych roztworem KNO3 lub KClO3. Po kilku minutach (w zależności od rozmiarów rysunku bądź napisu) ujawnia się ukryta treść. Azotan(V) lub chloran(V) potasu są silnymi utleniaczami, w podwyższonej temperaturze powodującymi zwęglanie papieru. Doświadczenie jest efektowne, pamiętajmy jednak o dwóch ważnych rzeczach. Po pierwsze: nie stosujmy zbyt skoncentrowanego roztworu substancji utleniającej (wystarczy stężenie wynoszące ok. 5%), ponieważ w przypadku nadmiaru saletry lub chloranu istnieje niebezpieczeństwo zapłonu.

Atramenty wywoływane chemicznie

Oparte na wskaźnikach pH:

Oparte na reakcjach strącania soli:

Oparte na innych reakcjach barwnych/reakcjach fotochemicznych:

  • skrobia, wywoływana roztworem jodu w jodku potasu (przybiera kolor granatowy, papier błękitnieje).
  • sok z cytryny wywoływany roztworem jodu (atrament nie zmienia koloru, błękitnieje papier).
  • chlorek sodu wywoływany azotanem srebra (czernieje po wystawieniu na słońce – sam azotan srebra czernieje wolniej)

Atrament znikający po wysuszeniu:

Alkoholowy roztwór tymoloftaleiny zmieszać z zasadą sodową. Nanieść na papier. Po wyschnięciu pismo znika, ponieważ zasada zużywa się w reakcji z dwutlenkiem węgla z powietrza. Aby je wywołać, należy zwilżyć papier silnie zasadowym (powyżej 10,5 pH) roztworem.

Atramenty pojawiające się przy podgrzaniu

Są to substancje organiczne, które utleniają się i ciemnieją po podgrzaniu. Najbezpieczniej jest rozcieńczyć taki atrament wodą, do momentu, kiedy zaczynamy mieć trudności z jego wywołaniem. Najczęściej używane płyny (nadaje się każda kwaśna ciecz) :

Pismo wywołuje się przez podgrzanie papieru na grzejniku, nad kuchenką lub przeprasowanie żelazkiem. Praktycznie jest użyć stuwatowej żarówki, która nie zniszczy tak łatwo papieru.

NA GÓRĘ