3D有趣實驗：神奇的隱形墨水

3D有趣實驗：神奇的隱形墨水
國立臺北教育大學自然科教育系 教學碩士班楊韶鈞

前言

硝酸鉀(KNO₃)是強氧化劑，與有機物接觸後能引燃或爆炸，常被用於製作火藥、火柴、玻璃及試劑。本實驗將硝酸鉀溶於水中，使之成為過飽和水溶液，當毛筆沾了硝酸鉀水溶液於白紙上寫字，風乾後雖然呈現無色，看似「無字天書」，但只要線香引燃白紙，就能讓無字天書現形，硝酸鉀水溶液就是最神奇的「隱形墨水」。

實驗影片

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藥品與器材

1. 硝酸鉀(KNO₃)一罐。
2. 燒杯一個。
3. 玻棒一支。
4. 毛筆一支。
5. 打火機一個。
6. 線香一支。
7. 白紙一張。
8. 鐵盤一個。

實驗步驟

1. 在燒杯裡裝20mL的水。
2. 將硝酸鉀粉末加入水中，用玻棒攪拌，使之溶解。
   
3. 持續加入硝酸鉀粉末，使水溶液達到過飽和，即燒杯內出現硝酸鉀粉末沉澱。
   
4. 用毛筆沾硝酸鉀水溶液，再於白紙上寫字，筆劃重複4-5次，效果較佳。
   
5. 白紙自然風乾(或使用吹風機加速風乾)後，白紙上看不見剛剛書寫的字跡。
   
6. 使用打火機點燃線香，在乾燥的白紙上點燃數點。
   
7. 隱藏在白紙上的字跡將因燃燒一一呈現。
   

原理和概念

硝酸鉀是強氧化劑，十分易燃。飽和的硝酸鉀水溶液中硝酸鉀濃度高，毛筆沾了此水溶液於紙上寫字，待白紙乾燥後，只要點燃的線香觸碰白紙，字跡的部分因含硝酸鉀，遇熱便解離出氧氣幫助燃燒，就能迅速點燃字跡處，使隱藏在白紙上的字跡燃燒重現。

教學提示

1. 要反覆多次將硝酸鉀粉末溶於水中，使其出現粉末沉澱，也就是過飽和的狀態，硝酸鉀水溶液的濃度才夠高。
2. 毛筆沾水溶液書寫字跡時，同一筆畫記得書寫3-4次，實驗較易成功。
3. 線香點燃後，容易使實驗室煙霧瀰漫，要注意空氣流通。
4. 建議準備鐵盤，可避免書寫時水溶液沾染桌面，同時也可承接紙燃燒的灰燼。

安全

1. 硝酸鉀粉末具高可燃性，請避免直接接觸打火機火焰及點燃的線香，以免發生爆炸。
2. 進行本實驗時需要有教師在旁指導，切勿自行實驗。

廢棄物處理

實驗後的硝酸鉀水溶液需以大量清水稀釋後，再行倒入水槽，切勿直接倒入水槽。

參考資料

1. 邱美虹、林世洲、湯偉君、周金城、張榮耀、王靖璇（2005）。科學創意實驗書。臺北市:洪葉文化事業有限公司。
2. 科學遊戲實驗室網頁，國立臺中教育大學科學教育與應用學系。
   http://scigame.ntcu.edu.tw/index.html