Помните главный артефакт из «Властелина колец»? У кольца Всевластия, за которым охотились все герои, был секрет: когда его бросали в огонь или когда Саурон произносил заклинания, на нём появлялась надпись.
Исчезающие надписи — это не выдумка Джона Толкина, а реальное научное явление. Спрятать послание можно с помощью невидимых (симпатических) чернил.
Какие надписи могут стать невидимыми? При каких условиях они проявляются? Могло ли кольцо Всевластия существовать в реальном мире? Ищем ответы на эти вопросы вместе с методистами Сириус.Курсов по химии.
Древние секреты
Симпатическими называют чернила, которые трудно заметить невооружённым взглядом. Но если на них воздействовать определённым образом — нагреть, облучить светом или добавить химический активатор, — они проявляются.
Использовали симпатические чернила ещё с древних времён. Так, поэт Овидий настоятельно рекомендовал влюблённым писать послания молоком, чтобы скрыть переписку от посторонних глаз. В одном из переводов его «Науки любви» есть такие строки:
«Можно писать молоком, и листок покажется белым,
А лишь посыпешь золой — выступят буквы на нём».
Такие разные невидимки
Сегодня симпатические чернила делятся на три большие группы в зависимости от того, что их активирует: свет, нагрев или химическое вещество.
Свет. Чернила, проявляющиеся при особом освещении, называют фоточувствительными. Они получаются благодаря комплексным соединениям некоторых переходных металлов, содержащим анионы щавелевой или лимонной кислоты. Высушенные на бумаге фоточувствительные чернила невидимы, но только до тех пор, пока на них не попадёт яркий солнечный свет.
Близкие «родственники» фоточувствительных чернил — люминесцентные. Они проявляются благодаря ультрафиолетовому облучению, а после выключения источника света мгновенно исчезают.
Нагрев. Термочувствительные чернила можно прочесть, если поднести их, например, к пламени свечи или электроплите. Можно прогладить послание и утюгом — главное, чтобы температура воздействия была в пределах 120–180 °С. Чаще всего химическая реакция связана с улетучиванием воды. Так, можно нагревать записи, сделанные разбавленным раствором хлорида кобальта. При комнатной температуре он почти бесцветный, но при нагревании обретает ярко-голубой окрас — скорее всего это связано с образованием безводного хлорида кобальта.
Чтобы провести опыт с термочувствительными чернилами самостоятельно, необязательно быть химиком: к веществам этой группы относится молоко и луковый сок.
Химический активатор. Пожалуй, это самый распространённый тип симпатических чернил. Надпись проявляется благодаря химической реакции между веществами, входящими в состав чернил и активатора. Вещество-проявитель можно нанести на бумагу с помощью ватного диска или пульверизатора, а иногда даже газа. Один из самых простых опытов с химическими чернилами — проявление раствора крахмала йодом. Ещё пример: лимонную кислоту, как и другие слабые кислоты, можно проявить индикатором метилоранжем. Другой индикатор — бесцветный фенолфталеин — сам может быть использован в качестве симпатических чернил. Проявителем будет служить раствор щёлочи или соды.
Яркое красное окрашивание можно вызвать, если действовать раствором соли трёхвалентного железа на бумагу с чернилами из роданида аммония. Причём записи снова можно сделать невидимыми, если обработать их раствором фторида аммония. Этот пример показывает, как меняется устойчивость комплексных соединений железа: фторидный комплекс намного устойчивее роданидного. Подробнее об этой устойчивости можно узнать на нашем спецкурсе «Химия комплексных соединений».
Секрет кольца
Надпись на кольце Всевластия может проявиться при условии, что она выполнена из другого, нежели весь корпус, материала. Как правило, все металлы при нагревании сначала краснеют, потом плавятся, а некоторые ещё и сгорают на воздухе — неудивительно, что кольцо хотели уничтожить именно в жерле вулкана.
Представим, что кольцо кидают в горящую лаву. Металл, из которого сделана надпись, начинает нагреваться и краснеть, секретные строчки проявляются. На роль такого металла хорошо подойдёт железо: его температура красного каления равна примерно 500-600 °С. Однако, чтобы само кольцо при этом не деформировалось, его корпус должен быть из металла с очень высокой температурой плавления: например, из тантала, вольфрама, рения и осмия — они расплавятся, только если температура будет выше 3000 °С.
Получается, в книге Толкина говорится о кольце из двух металлов с изящной гравировкой — безусловно, одно из высших ювелирных достижений Средиземья. Но вот сохранит ли кольцо свою форму уже после первого нагрева? Вряд ли. Если появление надписи в целом объяснимо с точки зрения химии, то вот прочтение секретных строк после заклинаний Саурона — это, конечно, фантастика.
Многие на первый взгляд волшебные явления можно исследовать с помощью науки. Проверьте сами: опыты с невидимыми чернилами есть в программе по химии для 9-го класса. Остальные курсы по химии — на главной странице нашей онлайн-школы. Изучайте расписание и планируйте обучение до конца года!
