Понедельник, 4 марта, 2024
ДомойХимияПерехитрить ручки для обнаружения подделок с помощью умной химии

Перехитрить ручки для обнаружения подделок с помощью умной химии [Video]

- Advertisement -

В этом видеоролике, посвященном химии ручек для обнаружения подделок, рассматриваются различные экспериментальные попытки изменить их реакцию на крахмал. В нем также обсуждается более широкий контекст обнаружения фальшивых денег, подчеркивая связанные с этим сложности.

Ручки для обнаружения фальшивых банкнот используют реакцию крахмала и йода для идентификации фальшивых купюр. Но сможете ли вы обмануть их химией? В сегодняшнем выпуске мы погрузимся в химию йода, его цвет и часовые реакции, при этом подзаработав немного дополнительных денег.

Расшифровка видео:

Допустим, мы хотели обмануть эти ручки для обнаружения подделок в целях науки, как мы могли сделать так, чтобы эта реакция не происходила на обычной бумаге?

Да, моя история поиска полная путаница.

(тонкая заводная музыка)

Я говорю вам, кто-то посмотрит на мою историю онлайн-покупок и скажет, что она печатает счета, и, я имею в виду, технически я это сделал.

Делать фальшивые деньги — это плохо, неправильно, незаконно и сложно, и если вы ищете видео с практическими рекомендациями, то это не то.

Это работает, ACS Legal?

Можем ли мы сделать видео сейчас?

Эти ручки наполнены раствором йода, обычно чем-то вроде йода калия, чтобы помочь неполярному йоду раствориться в воде. Если провести ими по листу обычной невалютной бумаги, содержащей крахмал, останется темный след, и все.

Эти ручки представляют собой простую реакцию между йодом и крахмалом.

Самая обычная бумага, такая как бумага для принтера, содержит крахмал.

Если вы помните наш эпизод с мягким хлебом, некоторые крахмалы образуют длинные нити молекул глюкозы, называемые амилозой, которые могут сворачиваться в спирали.

Внутри ручки ионы йода и йодида объединяются, образуя трииодидный комплекс.

Знаю, знаю, пойдем к доске.

Хорошо, я тебя понял.

Итак, йод — это элемент, йодид — ион, а трииодидный комплекс — это три из них вместе взятые.

Понятно?

Большой.

Думаю, я понял.

Равновесие.

Это важно, потому что, когда вы проводите ручкой по бумаге, эти трииодидные комплексы проскальзывают внутрь спирали амилозы и вызывают темно-фиолетовый или коричневый цвет.

Вот почему вы можете получить такую ​​же реакцию на крахмалистую пищу, например, на картофельные чипсы.

Таким образом, йод плюс крахмал равняются коричневой отметке на обычной бумаге, но денежная бумага — это не обычная бумага.

На самом деле это смесь тканевых волокон, не содержащая крахмала.

Поэтому, когда вы проводите ручкой по настоящей купюре, цвет не меняется, потому что в ней нет крахмала.

Изменение цвета йода зависит от того, в чем он растворен.

В твердом состоянии йод представляет собой сероватый металл с фиолетовыми парами.

Если вы добавите немного раствора йода в масло, вы увидите действительно красивый фиолетовый цвет.

Есть мир, в котором все фиолетовое.

Разумеется, цвет, который мы видим, — это свет, отражающийся от молекул.

Часть света поглощается, перемещая электроны по их молекулярным орбиталям, а часть света отражается, и то, что мы видим, — это свет, который отражается.

Итак, если длины волн поглощаемого света изменяются,

цвет, который мы видим, также может меняться.

А цвет йода меняется в зависимости от его растворителя.

Например, при добавлении в воду растворы йода меняют цвет с фиолетового на желто-коричневый.

Частично это связано с взаимодействием электронов между йодом и молекулами воды.

Между йодом и водой могут образовываться слабосвязанные донорно-акцепторные комплексы, и это меняет реакцию электронов на падающий свет, изменяя длины волн поглощаемого света и изменяя цвет, который мы видим.

Теперь, когда раствор йода в ручках вступает в реакцию с молекулами крахмала на бумаге, получается вот такой фиолетово-коричневый цвет.

И помните, как я сказал, что это, вероятно, происходит из-за того, что трийодидные комплексы проскальзывают в спирали крахмала?

На самом деле здесь происходит нечто большее, и исследование особенностей все еще продолжается, потому что это действительно круто.

Таким образом, ручки содержат очень разбавленный раствор йода-йода, который практически не имеет цвета.

Теперь вокруг плавают молекулы I2, трииодидные комплексы и йодид калия.

А во всяком случае, вся эта штука такая же, слегка бледно-желтая.

Но когда молекулы трийодида проникают внутрь спиралей амилозы в крахмале, молекулы I2 присоединяются к ним.

Электроны, поглощающие падающий свет, теперь могут легко перемещаться вперед и назад между молекулами I2 и I3, поскольку они находятся рядом друг с другом, меняя не только цвет йода, но и интенсивность.

Итак, теперь вы можете получить такие яркие синие и темно-коричневые оттенки, которые мы видим, когда смешиваем крахмал и йод.

Были предложены различные длины полийодовых цепей внутри спиралей амилозы: от трех до четырех, как мы только что говорили, до 160.

Итак, много вариативности.

Команда 2022 года исследовала и предположила, что короткие цепи могут входить в спираль, а затем перестраиваться, вызывая более длинные цепи, а также потенциально вызывая изменения в структуре самой спирали.

Взаимодействие также меняется в зависимости от длины и структуры спиралей амилозы, количества воды вокруг, способа очистки самого крахмала.

Здесь есть много вещей, которые могут точно повлиять на то, какой цвет получится, когда вы проводите ручкой по бумаге.

В любом случае, это все круто, но что, если мы действительно хотим остановить это взаимодействие?

Мы не можем вытащить йод из ручек, поэтому давайте посмотрим, сможем ли мы попытаться удалить крахмал из бумаги.

Во-первых, крахмал — это полимер молекул сахара, поэтому мы могли бы попытаться его разрушить с помощью тепла.

Крахмал распадается, начиная примерно с 280 градусов. Цельсиячто составляет около 536 градусов Фаренгейт.

Но моя духовка достигает только 500, а температура воспламенения бумаги составляет около 233 по Цельсию или 451 по Фаренгейту, поэтому я попробую установить духовку на 425 и посмотреть, сможем ли мы немного ее снизить, но не поймать. в огне.

(пан челка)

Не пытайтесь повторить это дома.

На всякий случай у меня также есть пожарный специалист.

(шуршание контейнера)

(неправильные звуки зуммера)

Но вот почему биохимия мне больше всего нравится.

Сразись со мной, Джордж.

Ферменты катализируют реакции, понижая их энергию активации, и существует фермент, катализирующий расщепление крахмала.

Амилаза.

Амилаза берет реакцию, которая происходит при 233 градусах Цельсия, и заставляет ее происходить примерно при температуре от 65 до 75 градусов Цельсия, что гораздо более разумно.

На самом деле ваша слюна содержит много амилазы, расщепляющей крахмалы в пище.

Итак, что я собираюсь сделать, так это взять этот листок бумаги и облизать его, нет, я не буду.

Я не собираюсь этого делать.

Вместо этого я возьму амилазу, которую заказал в Интернете, добавлю 1/2 чайной ложки на галлон воды и варю в ней нашу бумагу при температуре около 70 градусов по Цельсию.
или 158 градусов по Фаренгейту.

Амилаза расщепляет цепи крахмала на более мелкие сахара, такие как мальтоза и глюкоза.

Наверху образуются пузырьки, и мне на самом деле интересно, эти пузырьки такие маленькие, сладкие, я имею в виду, это точно, потому что вода нагревается, но, может быть, мы на самом деле расщепляем там немного крахмала на сахар. .

Эх, нет.

Возможно, это немного сработало.

Нет.

(неправильные звуки зуммера)

Дрожжи также создают и используют амилазу, поэтому, если вы хотите сделать это более ароматным способом, вы тоже можете попробовать это.

(неправильные звуки зуммера)

В качестве альтернативы мы могли бы попытаться блокировать взаимодействие йода с крахмалом, а не расщеплять его.

Теперь мы могли бы попытаться сделать это физически.

чем-нибудь гидрофобным, например лаком для волос.

(лак для волос свистит)

О-хо-хо-хо, это вообще не сработало.

Это почти ускорило реакцию.

Лак для волос — нет.

(неправильные звуки зуммера)

Или вы можете попробовать витамин С.

Витамин С, он же аскорбиновая кислота. кислотавосстанавливает йод до йодид-ионов, которые в растворе практически бесцветны.

Итак, вы получаете I2, 2I минус.

Эти водороды появляются здесь.

Восстановление, химия.

Итак, мы можем опрыскать наш купюру небольшим количеством витамина С, растворенного в воде, дать ему высохнуть, а затем опробовать ручку.

Ууу.

Витамин С подействовал.

(правильные звуки зуммера)

Меня сейчас не поймать, правительственный монетный двор.

Вот как работает классическая реакция йодных часов, и я на самом деле никогда раньше не проводил этот эксперимент, и он выглядит очень круто, так что мы его проведем.

Я не придумал эту версию реакции йодных часов, я следую версии Найла Реда, потому что я не делал этого раньше, и мне показалось, что эта выглядит хорошо.

Так что спасибо, Найджел.

Кредит там, где кредит причитается.

В одном стакане есть вода, йод и витамин С.

Он бесцветен, потому что витамин С означает, что у нас есть ионы йода.

В другом стакане вода, перекись водорода и наш старый друг крахмал.

Если мы смешаем две бесцветные жидкости вместе, они сначала останутся бесцветными, но потом бац.

Я думаю, что у меня слишком низкая концентрация йода.

(яркий звуковой сигнал)

(яркая нежная музыка)

О, другой, тот, что за кадром, только что повернулся.

Есть надежда, есть надежда, есть надежда.

(инструктор смеется)

Бац, они превращаются в темную жидкость.

Это потому, что здесь происходит множество реакций.

Перекись водорода превращает ионы йода обратно в I2 или йод, но пока есть витамин С, йод продолжает восстанавливаться обратно до йодида.

Но в конце концов витамин С заканчивается, образуется I2, который объединяется с некоторыми другими ионами I-минус, образуя те трийодидные комплексы, о которых мы говорили ранее.

Те тусуются с крахмалом, и бац, цвет.

Так чертовски круто.

О чем еще это видео?

Правильно, фальшивые деньги.

Потому что ничего из этого не происходит с настоящей денежной бумагой, потому что в ней нет крахмала.

Денежная бумага США производится компанией Crane & Co.

Они были отобраны, и это не ложь, Полом Ревером, чтобы сделать
первая валюта США,

и с тех пор они просто застряли.

В бумаге также проходят нити красного и синего цвета, что затрудняет копирование, и Crane & Co не продаст ее вам.

Но это бумага, которую я купил на Amazon, так что вы можете купить бумагу, которая уже могла бы обмануть усталого кассира с низкой зарплатой, который просто пытается закончить свою смену и проверить ваш счет.

Да, она определенно отличается по цвету от бумаги для принтера.

Итак, есть бумага для принтера, а затем бумага Amazon.

Это реальный законопроект, и я не думаю, что он кого-то обманывает.

Могу поспорить, что для этой цели они опрыскивают его небольшим количеством крахмала.

И большинство настоящих фальшивомонетчиков такие вещи не покупают.

Они отбеливают купюры небольшого номинала, чтобы получить нужную бумагу, а затем печатают на ней купюры большего номинала.

Так что эти ручки — один из самых слабых методов обнаружения подделки по ряду причин.

Так было ли все это напрасно?

Я имею в виду, нет, химия того стоила.

Ты чему-то научился, не так ли?

Я сделал.

На самом деле я еще не пробовал этой ручкой на этой бумаге.

Кроме того, забавный факт: через эту бумагу проходят красные и синие нити.

Мол, вы можете просто купить с красными и синими волокнами.

Что они делают?

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме