uzluga.ru
добавить свой файл
ГУО «Средняя школа №2 г. Сенно»


Краски живой и неживой природы





Выполнили: Храповицкая Вероника,

ученица 9 «Б» класса

Дроздова Анастасия

ученица 10 «Б» класса

Руководитель: Храповицкая

Светлана Анатольевна

учитель химии


2012 г


Теоретическая часть

Введение

История возникновения красок

Применять краски человек начал в седую древность, во времена познания окружающего мира и подчинения природы себе во благо. Человек охотно рисовал на поверхности скал, в пещерах, ритуально покрывал лицо краской. Все это осуществлялось для достижения декоративного эффекта.

На сегодняшний день краски активно применяются не только лишь из эстетических соображений, но и для защиты. Высококачественные краски способны защищать окрашиваемую поверхность материала от пагубного воздействия окружающей среды. Возникает вопрос, из чего же изготавливаются краски?

Немногие знают о том, что все краски: акварельные, масляные, гуашевые, темперные — изготавливают на одной основе на протяжении тысячелетий.

Основа всех красок — пигмент и связующее вещество. От того, на чем замешивают краски, и зависит, получится она акварельной или гуашевой. А пигмент у всех красок один. Краски существуют так давно, что невозможно сказать, когда и кем они были изобретены. С древнейших времен люди растирали сажу, пережженную глину, замешивали на животном клее и творили в свое удовольствие. Охрами, красками на основе глины, и сажей расписаны пещеры — первые свидетели труда живописцев, дошедших до наших времен.

Со временем люди стали претворять в краски минералы, камни, глины и химические смеси (окиси, оксиды и так далее). Если вы хотите сегодня увидеть, как работали художники тысячи лет назад, придется заглянуть в мастерскую темперной живописи, к иконописцам. Как и много столетий назад мастера иконного дела перетирают краски вручную. Раздробленный в свинцовой ступке и растертый до состояния пыли малахит даст прозрачный зеленый цвет, пережженные виноградные косточки – черный, ртутный минерал киноварь – одноименный красный цвет, а лазурит – синий. Палитра цвета росла и множилась с развитием живописного искусства.

Сегодня для промышленного производства красок используют минеральные и органические пигменты, добытые из недр матушки-земли или пигменты, полученные искусственным путем. Например, вместо того же ультрамарина из дорогого минерала ляпис-лазури, получают синтетический «ультрамарин».

Таким образом, нас заинтересовал процесс изготовления красок, и мы решили приготовить их самостоятельно, используя компоненты различного происхождения.

В работе мы поставили перед собой цель – изготовить масляные и акварельные краски и исследовать их качества на практике путем использования в написании картин.

Для достижения данной цели были определены основные задачи:

  • Используя дополнительную литературу, ознакомиться с составными компонентами красок и определить назначение каждого из них.

  • Используя различные химические методы, получить разные по цвету пигменты и красители.

  • На основе полученных пигментов и красителей приготовить темперу и акварельные краски.

  • Определить качество полученных красок на практике.



Методы, которые использовались в работе:

1. Анализ состава изучаемых объектов, научной и научно-популярной литературы.

2. Изучение методики постановки химического эксперимента.

3. Проведение химического эксперимента и анализ полученных результатов.


Ход работы

Химическая посуда: пробирки, колбы, химические стаканы, стеклянные палочки, керамическая тарелка, мелкое сито.

Оборудование: спиртовка, малый химический штатив, держатель для пробирок.

Химические реактивы:

  1. Для получения природных красителей:

сажа, вода, кора дуба, лепестки китайской розы, ягоды черники, кроющая чешуя лука, листья крапивы, цветки ромашки, сок облепихи, щелочь (NaOH), камедь, лимонная кислота, глицерин, антисептик.

  1. Для получения минеральных пигментов:

хлорид бария, сульфат натрия, медный купорос, раствор соды, раствор уксусной кислоты, железный купорос, хлорид железа(ІІ), хлорид железа(ІІІ), жёлтая кровяная соль, хромит калия, ацетат свинца, сульфат меди(ІІ).


Ход проведения химического эксперимента

  1. Получение природных красителей.

Общая методика

Растения или отдельные их части измельчили и, добавив в кипящую воду, получили концентрированный отвар. Обязательный компонент акварельной краски – клей, который скрепляет краску с бумагой. В качестве клеящего вещества лучше взять гуммиарабик, но мы в своей работе использовали вишневый и сливовый клей (натеки на стволах, камедь), который растворили в подкисленной воде. Для изготовления краски мы получили клеевой раствор примерно 50%-ной концентрации. Чтобы краска не растекалась по бумаге, мы использовали вязкий разбавитель – глицерин, который можно заменить медом. Клеевой раствор смешивали с равным количеством глицерина или втрое меньшим количеством меда. Так как мы использовали красители растительного происхождения, которые необходимо защищать от воздействия микроорганизмов, добавили несколько капель антисептика – средство для обработки древесных покрытий. Смешав все эти компоненты, мы получили основу краски. Осталось добавить самый главный компонент – краситель. Его добавляли в последнюю очередь в виде концентрированного отвара, (который предварительно прокипятили для получения необходимой консистенции), взяв примерно столько же, сколько было основы.

Отдельным способом получали черную краску: смешивали сажу с водой.

В итоге получили акварельные краски следующих цветов:

  1. Кадмий оранжевый(из сока облепихи).

  2. Краплак красный светлый(из ягод черники, коры дуба, лепестков китайской розы).

  3. Умбра (из кроющей чешуи лука, из листьев крапивы).

  4. Охра жёлтая (из цветков ромашки).

  5. Синий (из ягод черники при добавлении щелочи).

  6. Нейтральная чёрная (из сажи, путем добавления к ней воды).



Также можно получить различные оттенки

красителей из следующих растений

Цвет

Растение

Части растения

Оранжевый




календула

череда

лук

чистотел

лепестки

цветы

шелуха

стебли и листья

Красный




марена

подмаренник

щавель конский

зверобой

ольха

корни

стебли и цветы

семена, корни

стебли

кора

Коричневый



череда

конский щавель

листья

корни и соцветия

Желтый



ромашка

крапива

пижма

барбарис

цветы

сухие листья, корни

листья и стебли

кора

плоды

Зеленый




крапива

тысячелистник картофель

листья

листья

ботва

Синий



василек

пырей

подорожник

живокость

девясил



лепестки

корни

цветы

цветы

корни

Черный




душица

вербейник



Стебли

листья, корень, кора



Выводы

Нам удалось из растительного сырья получить красители, которые легли в основу акварельных красок. Растворы мы не выпаривали досуха т.к. акварельную краску всеровно бы пришлось разводить водой. В качестве связующей основы мы взяли глицерин, но в дальнейшем при написании картин оказалось, что глицерин очень долго сохнет, что сказывается на качестве краски. Поэтому считаем целесообразным вместо глицерина для этих целей взять мёд. В качестве вещества, скрепляющего краску с бумагой, мы взяли камедь. Но в качестве подкислителя камеди следует брать не лимонную кислоту, а более сильную - неорганическую. Также температуры в 60° С недостаточно для растворения камеди поэтому мы её доводили до температуры кипения воды.

В результате у нас получилось 7 цветов.

Проблемы

Главной проблемой явилось то, что сейчас зима, а некоторые красители можно получить только из свежего растительного сырья. Так, нам не удалось получить зеленую краску из листьев крапивы, синюю – из лепестков василька.

ТЕМПЕРА

По своим свойствам и составу темпера занимает промежуточное положение между клеевыми и масляными красками. Современная фабричная темпера в качестве связующего содержит масляноказеиновую эмульсию (темперами называют краски, в состав которых в качестве связующих вводятся различного рода эмульсии). Следовательно, темперные краски можно разбавлять водой и писать ими на бумаге. Можно разбавлять маслом и писать по картону или холсту, загрунтованному эмульсионным грунтом, как масляными красками. Темпера широко применялась до изобретения масляных красок.

О ней вновь вспомнили в конце XIX века, когда выявились различные пороки в состоянии картин, выполненных маслом. Произведения, выполненные темперой, хорошо смотрятся в тех условиях освещения, в которых масляные картины выглядят очень невыгодно.

Иногда картины, написанные темперой, покрывают лаком, которым углубляет тона и способствует лучшей сохранности живописи, но лишает ее матовости. Неплохие темперные краски можно изготовить самим.

В последнее время в продаже появилась поливинилацетатпая темпера (на синтетическом связующем) — краска, быстро сохнущая и несмываемая, но при письме ведущая себя, как акварель.

Виды темперы: яичная, казеиновая, гумми-арабиковая.

Интересно о темпере

Слово «темпера» вошло в обиход русских художников сравнительно недавно, и потому естественно, что ему часто у нас придается не то значение, которое ему принадлежит; вот почему следует прежде всего сказать несколько слов по поводу самого термина.

В отдаленные времена (в XV—XVI веках) в Италии под словом «tempera» (происходящим от латинского «temperare» — соединять) подразумевалось связующее вещество красок вообще и в частности клей животного и растительного происхождения. В современной Италии ему чаще придается уже более узкое значение: под темперой подразумевают связующее вещество красок, в состав которого главным образом входит яйцо. В научной литературе по технике живописи в наше время принято называть темперой связующее вещество красок, состоящее из натуральной или искусственной эмульсии; вот почему она носит также название «эмульсионной темперы», в отличие от клеевой живописи, которая нередко присваивает себе название темперы.

До усовершенствования масляных красок Я. Ван-Эйком (XV век) средневековая яичная темпера была одним из наиболее популярных и распространенных видов живописи в Европе, но, начиная с этого времени, она постепенно утрачивает свое значение, и мало-помалу интерес к ней совершенно и повсеместно иссякает. Исключением являются лишь Греция, где в настоящее время находит применение наряду с позднейшими способами живописи и эта старинная техника ее. В Греции пользуются ею для церковной живописи.


Во второй половине XIX века разочарование, наступившее в позднейшей масляной живописи, послужило началом поисков новых связующих веществ для красок, и забытая темпера, хорошо сохранившиеся произведения которой красноречиво говорят за себя, снова возбуждает к себе интерес. Но отжившая техника не могла уже удовлетворять в полном объеме запросам позднейших художников, и потому в нее вводятся значительные видоизменения: из темперы с натуральной эмульсией она преобразуется в темперу с искусственной эмульсией. Темпера в этом обновленном и измененном виде скоро завоевывает себе прочное положение и быстро распространяется в Европе.

Достоинства и недостатки темперы

Положительные свойства темперы:

1) В противоположность масляной живописи и старинной темпере новая темпера не требует от живописца определенной системы выполнения живописи, предоставляя ему в этом отношении полную свободу, которую он может использовать без всякого ущерба для прочности живописи.

2) Краски темперы, крытые лаком, превосходят по красоте таковые же обыкновенной масляной живописи.

3) Живопись темперой, исполненная красками, не отягченными излишком масла, не темнеет, не желтеет и вообще не изменяет своего тона с течением времени.

4) Процесс высыхания красок темперы весьма отличен от процесса высыхания масляных красок. Краски темперы уменьшаются в объеме лишь в первом периоде своего высыхания, оставаясь в дальнейшем без изменения, тогда как в масляной живописи изменение объема красочного слоя продолжается неопределенное время, что неблагоприятно отражается на прочности живописи.

Важнейшими недостатками темперы являются:

1) быстрота высыхания красок и

2) изменение тона при высыхании красок.

Итак, положительные свойства темперы превышают ее отрицательные свойства. Недостатки ее, кроме того, условны. Конечно, быстро высыхающие краски затрудняют живопись, но в современной живописи с присущим ей импрессионизмом передача форм практикуется мазком, штрихом и т. п. Таким образом, новая темпера не только отвечает стилю современной живописи, но, можно смело сказать, создана для него.

Ход проведения химического эксперимента

  1. Получение минеральных пигментов.

Общая методика

Пигменты ещё совсем недавно называли минеральными красками, подчёркивая их происхождение. Но в наши дни используют синтетические пигменты – оксиды и соли металлов.

Вначале пришлось прочитать немало книг, чтобы подобрать всевозможные цвета, а затем подобрать необходимые реактивы, приготовить растворы, а дальше нужно ждать осаждение желаемого пигмента.

Затем аккуратно сливаем раствор, осадок промываем 2-3 раза, чтобы удалить непрореагировавшие вещества.

Следующий этап – фильтрование, но на фильтре теряется часть осадка, а если его много, то и фильтр может не выдержать. Да и сушить осадок на фильтре долго и неудобно.

Поэтому мы решили лишки воды выпарить. Что значительно сэкономило нам время.

Полученный пигмент досушиваем естественным способом на воздухе, измельчаем и просеиваем через мелкое сито.

В готовый сухой порошок добавляем по каплям олифу и тщательно перемешиваем до получения краски нужной консистенции.

Отдельным способом получали черную краску: смешивали сажу с водой.

В итоге получили минеральные пигменты следующих цветов:

  1. Чёрный пигмент «сажа газовая» (смешав сажу с водой);

  2. Белый пигмент BaSO4 «белила» (получили реакцией обмена между растворами солей хлорида бария и сульфата натрия);

  3. Сине-зелёный пигмент (CH3COO)2Cu «зелёный тёмный, разбеленный» (получили взаимодействием раствора медного купороса с раствором соды и дальнейшей обработкой раствором уксусной кислоты);

  4. Красный пигмент Fe2O3 «марс коричневый» (получили путём длительного прокаливания железного купороса до изменения цвета с зелёного на чёрный, с последующим охлаждением);

  5. Коричневый пигмент Fe(OH)3 «» (получили взаимодействием щёлочи с солью железа(ІІ) и дальнейшим окислением Fe(OH)2 в Fe(OH)3);

  6. Синий (или берлинская лазурь) пигмент Fe4[Fe(CN)6]3 «ультрамарин» (получили взаимодействием соли железа(ІІІ) с жёлтой кровяной солью);

  7. Жёлтый PbCrO4 пигмент «жёлтый светлый» (получили реакцией обмена между хромитом калия и ацетата свинца);

  8. Изумрудный NaCrO2 пигмент «зелёный тёмный» (получили реакцией обмена между оксидом натрия и сульфатом хрома с получением NaCrO2 (хромита натрия));

  9. Голубой Cu(OH)2 пигмент «голубая фц» (получили реакцией обмена между щёлочью и сульфатом меди(ІІ));

Выводы

Нам удалось из доступных нам химических реактивов получить минеральные пигменты, которые легли в основу темперных красок.

Нами были выбраны темперные краски с учётом физических свойств полученных пигментов, т.к. часть из них не растворялась в воде и других растворителях, включая органические растворители. Поэтому за основу краски нами была взята старинная методика изготовления темперной краски на основе яичного белка в качестве клеящей основы.

В результате у нас получилось 9 цветов.

Трудности

В ходе проведения эксперимента мы не раз сталкивались с трудностями, так например нам не удалось получить ярко-зелёный пигмент из бихромата калия, т.к. полученное после прокаливания вещество оказалось полностью растворимым в воде без образования осадка.


Много времени ушло на прокаливание железного купороса для получения красного пигмента (оксида железа ІІІ), т.к. прокаливать приходилось мелкими порциями.

Общие выводы

Нам удалось экспериментальным путём получить из растительного сырья природные красители, на основе которых были изготовлены акварельные краски 7 цветов.

Из минерального сырья мы получили 9 пигментов, на основе которых были изготовлены темперные краски.

Качество изготовленных красок было проверено на практике.


Литература

  1. Электив 9: Физика. Химия. Биология: Конструктор элективных курсов (Межпредметных и предметно-ориентированных): Для организации предпрофильной подготовки учащихся в 9 классе: В 2-х книгах. Кн. 2/Дендебер С.В., Зуева Л.В., Иванникова Т.В. и др. – М.:»5 за знания», 2006.

  2. Э.Е. Нифантьев, Н.Г. Парамонова. Основы прикладной химии. – М.:»Владос», 2002 г.

  3. Л.А. Савина. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия. – М.: «АСТ», 1996 г.

  4. В.В. Девяткин, Ю.М. Ляхова. Химия для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. – Ярославль: Академия развития: Академия Холдинг, 2000 г.