XXII FERIA INTERNA ESCOLAR DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA I.E. N°80829 “JOSÉ OLAYA”
“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”. DOCENTE: SANTOS QUISPE, GRACIELA
GRADOY SECCIÓN: 3ERO “A”
NIVEL: PRIMARIO
TÍTULO DEL PROYECTO: TINTA INVISBLE
ÁREA: TECNOLOGÍA E INGENIERÍA
CATEGORÍA: “B”
AUTOR(ES): CHARCAPE ALVA, LEIDY FRANCHESCA IRIATE PRETELL, BENJAMIN SANCHEZ SANCHEZ, PALOMA ORDINOLA MIRANDA, NICOLÁS
-2015-
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ÍNDICE CONTENIDO
Pág.
ÍNDICE .............................................................................................................................................. 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 4 IMPORTANCIA ............................................................................................................................... 4 MARCO TEÓRICO ......................................................................................................................... 5 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA ....................................................................................... 5 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS ................................................................................................... 7 HIPÓTESIS ................................................................................................................................... 8 MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................................................................... 9 INSUMOS E INSTRUMENTOS ................................................................................................. 9 PROCEDIMIENTOS ................................................................................................................. 12 RESULTADOS ................................................................................................................................ 13 CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 14 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................................... 15 LINKOGRAFÍA .......................................................................................................................... 15 APÉNDICE O ANEXOS ................................................................................................................ 16 AGRADECIMIENTO .................................................................................................................... 17
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RESUMEN El siguiente trabajo tiene como objetivo comprender la importancia del estudio de la química en sencillos procesos; viéndose este ejemplificado de manera práctica en nuestro proyecto el cual lleva por nombre “TINTA INVISIBLE”; el cual consiste en elaborar distintas disoluciones en el que se hace uso de insumos que contengan ácidos y que al ser sometidos al calor (oxidación) desarrollan color, y que por consiguiente provocan la revelación del mensaje oculto. De esta manera comprender la reacción química del experimento, verificar sus características y realizar comparaciones con otro tipo de tintas caseras. Posteriormente, analizaremos, historia, la importancia, teorías, antecedentes y el marco teórico general de nuestra investigación para así poder responder al problema planteado ¿será posible transmitir mensajes secretos a utilizando insumos caseros y calor? Teniendo en cuenta la tesis planteada en un inicio; en la cual señalamos como posible respuesta a nuestro interrogante; que la oxidación de los ácidos del limón sometida al calor genera una reacción química que provoca el descubrimiento del mensaje oculto. A continuación, realizaremos una apreciación más profunda del desarrollo de este experimento, para ver si la tesis que planteamos es congruentes con los resultados del proyecto.
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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Con el presente proyecto se pretende crear de forma divertida un nuevo medio para la transmisión de mensajes secretos que sólo tú y tus amigos pudieran leer. La tinta invisible es también fascinante no sólo porque permite comunicarnos de forma encubierta sino también este juego permite que los niños puedan divertirse y desarrollar su imaginación además de su capacidad científica al observar la reacción química del experimento ; y de hecho, este instrumento lo puedes conseguir en tiendas para niños y otras tiendas de bromas divertidas. Pero pocas personas saben que se puede hacer tinta invisible simplemente utilizando y aprovechando materiales que podemos encontrar en cualquier cocina. Ante lo mencionado planteamos la siguiente interrogativa ¿será posible transmitir mensajes secretos a utilizando insumos caseros y calor?
IMPORTANCIA Consideramos que la realización de este proyecto al elaborar distintas disoluciones que se pueden utilizar como tintas invisibles es importante porque permite estudiar con un modelo real algunos procesos químicos que desarrollan color y comprender la reacción química del experimento, determinar el papel importante de cada insumo para la elaboración, verificar sus características y realizar comparaciones con otro tipo de tintas caseras. Por otro lado despertar el interés por el estudio de la química a los niños pequeños del hogar como una forma creativa y científica de divertirse.
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MARCO TEÓRICO ANTECEDENTES DEL PROBLEMA La tinta invisible es una sustancia utilizada para escribir que desaparece inmediatamente o poco después de su aplicación. Puede ser aplicada por diferentes medios, como una pluma fuente, un palillo o un estilógrafo. La tinta se puede ver con la aplicación de luz ultravioleta, calor o por medio de una reacción química. Su uso más común ha sido para la correspondencia confidencial y los mensajes secretos durante tiempos de guerra. La tinta invisible se puede remontar hasta el siglo primero, cuando el oficial romano Plinio el Viejo explicó cómo la leche de la planta tithymallus se podía utilizar para tinta invisible. Durante la Revolución Estadounidense, los espías estadounidenses y británicos utilizaron una mezcla de sulfato ferroso y agua para crear tinta invisible. En el siglo XIX, Henry Solomon Wellcome, un empresario farmacéutico, tenía sólo 16 años cuando anunció su invento "la tinta invisible Wellcome". La tinta invisible también fue utilizada en el motín hindú de 1857 para los mensajes encubiertos; se aplicaba almidón de arroz y se mostraba por medio del yodo. Durante los últimos años del siglo XIX y principios del siglo XX, las copias de carbón fueron utilizadas para la escritura secreta. La CIA utilizó este método usando un papel que contenía un químico especial que sería transferido invisiblemente a una segunda hoja de papel. El mensaje podría ser revelando usando agua o calor.
Guerras mundiales La tinta invisible fue utilizada durante la Primera y la Segunda Guerra Mundial. Un grupo de interés público envió una demanda en 2001 para obtener acceso a los documentos de los Estados Unidos que se remontaban a la Primera Guerra Mundial y que contenían información 5
sobre las fórmulas de la tinta invisible. La información permanece clasificada. La bailarina holandesa y supuestamente doble agente alemana Mata Hari fue arrestada en París en 1917. Su habitación fue revisada y los oficiales retuvieron un cheque por 5.000 francos y un contenedor de tinta invisible.
La Guerra Fría Un grupo de científicos de la Universidad estatal de Michigan creen que han descubierto los secretos de la fórmula de la tinta invisible que fue utilizada por la policía secreta del este de Alemania, los Stasi. Los archivos Stasi fueron desclasificados en 1989 después del colapso del comunismo, pero no había instrucciones sobre cómo replicar la tinta invisible. De acuerdo con Kristie Macrakis, una historiadora científica en la Universidad, "existe una reacción química escrita en el archivo, pero está incompleta... experimentamos diferentes cantidades de solución. Resultó que el pH era crucial y eso fue cubierto por la banda secreta".
Uso moderno El uso de la tinta invisible prevalece. Más recientemente, un musulmán británico fue encontrado con un libro que contenía la información de contacto de los terroristas de Al Qaeda escrita en tinta invisible.
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DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Tinta invisible Se denomina tinta simpática o tinta invisible a aquella que no se deja ver en el papel en el que se ha escrito hasta que no se aplica el reactivo conveniente, calor o agentes químicos. Todos los jugos vegetales que contienen goma, mucílago, albúmina o azúcar -- como el zumo de cebolla, de pera, de limón, de naranja, de manzana, etc. -- pueden servir como tintas simpáticas. La huella incolora que dejan al principio, se revela cuando se calienta el papel. La solución extensa de cloruro de cobalto, invisible en frío, reaparece con su color verde o azul en cuanto se calienta el papel. En cuanto se enfría, vuelve a desaparecer. Una tinta simpática muy fácil de preparar es la solución de prusiato amarillo, pero basta tocar el papel escrito con un segundo papel impregnado de vitriolo verde (sulfato de hierro (II)) para ver reaparecer el punto en el primero de los caracteres en azul. Esta tinta es indeleble. Es muy común la del jugo de limón o leche que al aplicar un poco de calor con una vela se torna de color. Tanto el jugo de limón como la leche contiene cierto nivel de acidez y el ácido debilita las propiedades del papel. La reacción del ácido y el papel es permanente aunque el jugo o leche se sequen. Al calentar las partes afectadas por el ácido, estas se oxidan dejando un color café.
El ácido cítrico Es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja. Su fórmula química es C6H8O7.
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Químicamente, el ácido cítrico comparte las características de otros ácidos carboxílicos. Cuando se calienta a más de 175 °C, se descompone produciendo dióxido de carbono y agua y luego aparentemente desaparece.
La oxidación Es una reacción química, donde un compuesto cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación. Se debe tener en cuenta que en realidad una oxidación o una reducción es un proceso por el cual cambia el estado de oxidación de un compuesto. Este cambio no significa necesariamente un intercambio de electrones. El proceso con el jugo de limón puede describirse con la reacción siguiente, en la que toma parte uno de los componentes del jugo, el ácido cítrico: Ác. Cítrico (ac) + O2 (g) ® C + CO2 (g)
Esta reacción ejemplifica una combustión incompleta. La temperatura o la concentración del oxígeno no llegan a ser lo suficientemente elevadas para quemar todo el ácido cítrico a dióxido de carbono, y entonces, parte del ácido se oxidan sólo parcialmente dando carbono elemental como producto.
HIPÓTESIS Los estudiantes del tercer grado del nivel primario hemos plantado la siguiente teoría, la cual señala que al crear nuestra tinta invisible la oxidación de los ácidos del limón sometida al calor genera una reacción química que provoca el descubrimiento del mensaje oculto.
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MATERIALES Y MÉTODOS INSUMOS E INSTRUMENTOS Este experimento es muy simple y a la vez divertido, los materiales a utilizar son los siguientes:
Insumos •
Leche, jugo de limón o vinagre
Instrumentos •
Papel fino (blanco)
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•
Pincel limpio o hisopo de algodón
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Lámpara de escritorio luz o sombra con una bombilla de 100-wats
•
Recipientes
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Existen otros materiales que puedes utilizar si no tienes leche. Puedes utilizar limón, jugo de limón, bicarbonato mezclado con agua, vinagre o jugo de uva. Básicamente, puedes utilizar cualquier cosa ácida como tinta invisible. En cuanto al agente de calentamiento, podrás hacer uso de otras fuentes de calor, tales como la luz solar o una cocina de gas. Sin embargo, deberás contar con la supervisión de tus padres si vas a utilizar una cocina de gas como fuente de calor para este experimento.
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PROCEDIMIENTOS El primer paso es conseguir leche y sumergir tu pincel limpio o hisopo de algodón en ella, ya que usarás la leche como tinta. Escribe sobre una hoja de papel en blanco con el pincel o hisopo "entintado" y deja que se seque. Para leer el mensaje oculto, tendrás que aplicar calor sobre el papel. Enciende la lámpara y sostén el papel cerca de la bombilla de luz, para que la bombilla pueda calentar el papel. El calor de la bombilla de luz hará que lo que escribiste se oscurezca, ¡permitiendo que leas los escritos invisibles! La leche, el limón, el vinagre, el jugo de uva o cualquier otro líquido ácido debilitan el papel cuando se aplica. Cuando le aplicas calor, la parte en donde escribiste tu mensaje se oxida y se quema más rápido que el papel seco alrededor de la tinta. Esta parte se pondrá marrón, revelando así tu mensaje secreto. Existe otra manera de decodificar el mensaje secreto y hacer que aparezca sin tener que aplicar calor. Puedes lograrlo poniendo sal en la tinta después de escribir en el papel. Espera unos 60 segundos antes de limpiar la sal del papel y luego aplica color sobre la escritura con un crayón. ¡Verás cómo aparece el mensaje! También puedes revelar el mensaje aplicando jugo de uva sobre el mensaje. Hay que tener cuidado – por la posible combustión del papel- y paciencia en el proceso. Otra manera de revelar la invisible escritura es frotar el papel con un algodón empapado en sustancia indicadora de ácidos y bases (agua de lombarda, anaranjado de metilo...): la zona de las letras aparecerá con un color distinto al de la sustancia reveladora
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RESULTADOS Aparecerán las letras de color pardo al someter al calor nuestra hoja escrita con nuestra tinta invisible casera.
Explicación 1: Al calentar el zumo de limón se oxida y se vuelve de color marrón. Esta técnica se puede emplear para ocultar mensajes (tinta invisible) La combustión de sustancias orgánicas no sólo produce Dióxido de carbono (CO2) y agua, sino también residuos de carbón. El jugo de limón es una mezcla de diferentes sustancias orgánicas (principalmente Ácido cítrico), por lo que al calentarlo se lleva a cabo una combustión, la cual deja algunos residuos de carbón, que son los responsables del oscurecimiento de las letras.
Explicación 2: Al someter el papel al calor de una llama lo suficientemente lejos como para que no arda, pero cerca para que su temperatura se eleve, provocaremos la combustión del ácido cítrico, con menor temperatura de inflamación que el papel. Entonces aparecerán las zonas carbonizadas de color pardo.
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CONCLUSIONES
De acuerdo al proyecto realizado, hemos podido llegar a las siguientes conclusiones: 1. Se ha comprobado en la práctica que nuestras hipótesis fueron ciertas ya que el letrero fue visible gracias al que el jugo de limón se oxidó mediante el calor que produjo la vela. 2. Este experimento, resultará muy divertido e impresionante a los niños de casa, ya que están introduciéndose en el mundo de la magia, de lo fantástico, de lo imposible. Gracias a este experimento el niño, comprobará que algo que al principio no se ve, reacciona al acercarlo a una fuente de calor, en este caso la llama de la vela, apareciendo como por arte de magia. 3. Conocer que existe un componente del limón, como es el ácido, que reacciona sobre una fuente de calor de manera que se prende con mayor rapidez. 4. Básicamente puedes utilizar cualquier insumo ácido como tinta invisible. En cuanto al agente de calentamiento, podrás hacer uso de otras fuentes de calor, tales como la luz solar o una cocina de gas.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS LINKOGRAFÍA
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Experimento de la tinta invisible
•
https://es.wikipedia.org/wiki/Tinta_invisible
•
Este artículo contiene material del diccionario enciclopédico popular ilustrado Salvat de los años 1906 a 1914 que se encuentra en el dominio público.
•
Quimica para el nuevo Milenio- 8b: Edicion. Escrito por John William Hill, Doris K Kolb. Página 204
•
http://es.wikipedia.org/wiki/Acidos#Aplicaciones_de_los_.C3.A1cidos
•
http://www2.lsdiv.harvard.edu/labs/evans/pdf/evans_pKa_table.pdf
•
http://www.oaq.uba.ar/Labescuela/Exp-1alu.htm
•
Ink and secret messages
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Inchiostri invisible
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http://es.calameo.com/read/0009943214db8e84c6b9a
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APÉNDICE O ANEXOS
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AGRADECIMIENTO
Un agradecimiento singular a la profesora SANTOS QUISPE, GRACIELA que, como maestra y guía de nuestras enseñanzas, me ha orientado, apoyado y corregido mi labor científica con un interés y una entrega que ha sobrepasado, con mucho, todas las expectativas que como alumnos depositamos en ella.
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