Основные классы неорганических соединений в живописи и
реклама
Казанский национальный исследовательский технологический университет В оргкомитет Конкурса цифровых образовательных ресурсов по химии Работа в номинации «_медиа-презентации к урокам» на тему: «Основные классы неорганических соединений в живописи и фотографии» Выполнила: Абдрахманова Эндже Назиповна Ученицы 9 А класса Средней школы № 171 г. Казани проживающая по адресу: ул. Бигичева дом 19 кв. 17; 1 тел. 89272473991; fareshta1@mail.ru. Содержание Введение Глава 1.Живопись с точки зрения химии. 1.1. Виды и техники живописи 1.2.Химическая природа пигментов Оксиды Основания Кислоты Глава 2.Роль солей в искусстве и в создании фотографий. 2.1. Соли и комплексные соединения в роли пигментов 2.2. Соли и искусство фотографий Глава 3. Экспериментальная часть. Получение красок Вывод Список использованной литературы Приложения. 2 Введение Химия и искусство имеют внутреннюю общность, которая коренится в их творческой природе. Марселен Бертло Химическое образование занимает одно из ведущих мест в системе общего образования, что объясняется высоким уровнем практической значимостью химии. Разумеется, и в искусстве химические знания играют немаловажную роль. Главная задача химии перед живописью заключается в том, что она обеспечивает синтетическими материалами для расширение творческих возможностей художников. Также изобретение инновационных и экологически чистых материалов. Всем вышеизложенным объясняется актуальность нашей работы. 3 Объектом исследования является основные классы неорганических соединений(оксиды, соли, основания, кислоты). Предмет исследования: отличительные химические свойства неорганических соединений в использовании живописи. Цели нашей работы: • проанализировать и систематизировать отличительные особенности использования неорганических соединений в искусстве • посмотреть, каким образом параллельно, обогащая друг друга, развивались наука химия и искусство • расширить углубить запас научных знаний о веществах и материалах, химических реакциях и процессах, лежащие в основе получения этих веществ и материалов • дать возможность увидеть межпредметную связь химии и изобразительного искусства через демонстрацию широкого спектра художественного материала и его химического состава. Главные задачи состоят в следующем: • провести анализ информационных источников по данной теме; • рассмотреть современное состояние изготовления химических материалов для живописи; • изложить основные химические материалы в изготовлении красящих веществ 4 • наглядно показать в лаборатории получение пигментов Живопись – это искусство изображать предметы на какой-либо поверхности (стены, доски, холста) красками с ближайшею целью произвести на зрителя впечатление, подобное тому, какое он получил бы от действительных предметов природы. Для воплощения своего замысла при создании произведений живописи мастеру непременно нужны краски, а также вещества, обеспечивающие прочное закрепление красок на холсте или стене здания, сами холсты и т.п. Именно с их помощью живописец передает свое восприятие изображаемого предмета. В зависимости от идеи художественного произведения автор подбирает те или иные средства для ее выражения. Живопись подразделяют на монументальную и станковую, а также выделяют прикладную живопись( имеющее утилитарное значение). Монументальная живопись всегда связана с архитектурой - это роспись стен и потолков зданий, украшение их изображениями из мозаики и других материалов, витражи - картины и орнаменты из цветных стекол - т.д. Станковая картина не связана с определенным зданием и может быть перенесена из одного помещения в другое. 5 Историческая справка По словам Плиния (I век н.э.), наиболее древними природными красками были: белая (мел), желтая (охра или железоокисленные глины), красная (синопская земля, или алюмосиликатные глины) и черная (сажа). По мнению античных и средневековых авторов, самой древней искусственной краской были свинцовые белила, которые получали искусственным путем. Делали это следующим способом: свинцовую стружку заливали винным уксусом, постепенно образовывался белый осадок, который затем высушивали и растирали со связующим веществом. Распространенной краской в античности была также ярь-медянка, цвет которой мог иметь оттенки от зеленого и зелено-синего до голубого. Основа краски — уксусномедная соль. Она получается при действии уксусной кислоты на медные листы при свободном доступе воздуха. Этот пигмент, используемый при приготовлении темперных красок, широко применялся живописцами вплоть до XV–XVII вв. (Лукас Кранах Старший. «Мадонна») (6). 6 Когда реставраторы начали изучать картины XV–XIX вв., они обнаружили, что за это время художники перепробовали до трехсот видов различных пигментов. Но в разное время количество красок, которыми пользовался один художник, было ограниченно. Так, например, с XV по XVI в. живописцы использовали для своей палитры всего одиннадцать пигментов — три синих, два желтых, два зеленых и два красных, а также белый и черный. В XVII в. применялись всего тринадцать пигментов (Веронезе. «Поклонение волхвов») (7), (Рембрандт. «Флора») (8). И только благодаря развитию химии в XVIII–XIX вв. начинается открытие новых пигментов, которые обогатили палитру художников. В это время создаются несколько зеленых и желтых пигментов, в том числе и неаполитанская желтая, в основу которой вошли свинцовые белила и соединение сурьмяной кислоты с окисью свинца (Энгр. «Мадемуазель Ривьер») (9). В конце XIX в. в живописи начинают применять цинковые белила, что стало важным этапом в развитии техники живописи. Эти белила дали художникам не только насыщенную белую краску, но и возможность получать чистые разбелы других красок, к тому же не темнеющих в дальнейшем при воздействии сероводорода (H2S) и сернистых газов (SO2), из-за чего темнеют краски, смешанные со свинцовыми белилами (Клод Моне. «Дама в саду») (10). 7 7 8 Итак, краски бывают акварельные, гуашевые, масляные и полимерные. (Демонстрация листов, выполненных акварелью, гуашевыми красками, этюда масляными красками — из фонда ВМИИ.) Все их объединяет применение одних и тех же пигментов, правда, различных по величине перетертых в порошке отдельных крупинок. Различаются же они по составу связующего вещества. Это могут быть клей, масло, нитролак, смола, парафин. Важно отметить, что, как правило, название пигмента, например «Белила цинковые», переходит и в название краски. 10 11 8 Техника живописи Слово «техника» имеет двоякое значение: Техника – совокупность приемов, которыми определяется эстетикопрактическое знание художника, направленное к наилучшему пользованию красками и другими материальными средствами для наиболее совершенного исполнения картины в смысле подражательности. Эта техника видоизменяется в зависимости от рода материалов, избранных для живописи: живопись масляными красками, живопись акварелью и т. п. требуют каждая своего рода техники. И, однако, художник может иметь свою индивидуальную технику, позволяющую ему достигнуть желаемого впечатления легче или иначе, чем достигает того другой, приобретший иную технику; это есть художественная техника, в высшем значении этого термина. 9 Техника живописи – ряд правил, доступных всякому, и, с исполнения которых, должны начинать приступающие к занятиям живописью. Сюда должно войти первое знакомство с разнообразными материалами, в зависимости от технического рода живописи. В техническом отношении живопись может быть: • масляная • акварельные краски • акварельная • гуашь • пастель • темпера • фресковая • акриловые краски • восковая (вообще и энкаустика в частности) • на стекле • на фарфоре, соединенную обыкновенно с обжиганием посуды, а с нею и красок, при более или менее высокой температуре Пигменты переходных металлов: нитрат кобальта(II) Co(NO3)2, дихромат калия K2Cr2O7,хромат калия K2CrO4, хлорид никеля(II) NiCl2,медный 10 купорос CuSO4·5H2O, перманганат калия KMnO4.(водные растворы, слева направо) Краски, что это такое? Оказывается охра, мел и сажа, которыми пользовались древние художники 20000 лет назад, расписавшие стены всемирно известных пещер Альтамира и Пеш-Шерль, - не краски, а всего лишь пигменты. Дело в том, что любая художественная краска представляет собой комплекс, состоящий из двух компонентов - пигмента и связующего вещества. Для приготовления красок всех типов - масляных, темперных, акварельных используются одни и те же пигменты, но различные связующие вещества Художников всегда интересовало качество красок, поскольку оно определяет долговечность картин. В конце XVIII - начале XIX веков многие живописцы стали пользоваться готовыми красками, но совместимость применяемых красок, недостаточно высокое их качество приводили к быстрому разрушению красочного слоя картин. Например, о портретах известного Джошуа Рейнольдса говорили, что они стареют быстрее, чем изображенные на них люди. Начиная с XVIII века усилиями химиков промышленников было создано много новых великолепных пигментов. Одним из первых в этом ряду была берлинская лазурь. Позже художникам были представлены кадмиевые краски, ультрамарин, цинковые, а в начале XX века - и титановые белила». искусственный 11 Пигменты Минеральные(неорганические) Органические Соли Сульфиды Киноварь HgS Желтый кадмий-CdS Аурипигмент - Al2S3 Другие соли Малахит(горная зелень)CuCO3*Cu(ОН)2 Свинцовые белила-2РЬСo 3 * РЬ (ОН) 2 Вивианит( синяя охра)Fe3(PO4)2*8H2O Оксиды металлов Цинковые белила-ZnO Титановые белила-TiO2 Хромовая зелень- Cr2O3 Охра –Fe2O3 Кобальт синий CoO Высокомолекулярные соединения Na6Al4Si6S4O24 Углерод Персиковая черная, ламповая черная, жженная кость 12 Химическая природа пигментов. По происхождению и химическому составу древние и современные пигменты делятся на две группы- минеральные(неорганические) и органические. Цвет большинства минеральных пигментов определяют вещества-представители основных классов неорганических соединений- оксиды, соли, и основания. На окраску природных материалов большое влияние оказывают присутствующие в них примеси, в том числе ионы некоторых металлов. Окрашивающий компонент пигмента называют хромоформ( от греч. Хрома- «цвет», форос- « несущий»). Среди пигментов, с давних времен применяемых для изготовления красок, видную роль играют вещества органического происхождения, полученные путем обработки корней, листьев, цветков растений и другой биологической материи. Например, из тканей растения индиггоноса( индигоферы) традиционно получали темно- синий пигмент индиго, из цветков крокуса – дорогостоящий желтый пигмент шафран. Из чернильного мешка каракатицы изготовляли прозрачный коричневый пигмент, называемый сепией( по-гречески сепиа- «каракатица»). Из жженных костей животных, виноградных и персиковых косточек, а также из ламповой копоти- черные пигменты. Красящие вещества на прилавке рынка в Гоа, Индия 13 Оксиды В большой семье пигментов обширную группу составляют вещества, содержащие в качестве хромофоров оксиды металлов. Среди них преобладают соединения, образованные металлами- d –элементами. И это неудивительно- соединения переходных элементов металлов, как правило, окрашены, что обусловлено наличием в их атомах свободных d- или f-орбиталей и возможностями переходов электронов внутри электронных оболочек. Оксид хрома (III) Cr2O3 Хромовая зелень Оксид железа (III) Fe2O3 Монооксид свинца (PbO). β-PbO — «массикот», обладает характерным 14 жёлтым цветом. № Название пигмента Оксиды металлов 1 Массикот Химический состав Цвет Свойства PbO Оранжево-желтый, не яркий 2 Свинцовый сурик («голубиная кровь») Pb3O Красный 3 Красная охра Смесь безводной окиси железа с глиной. От светлого теплого тона (венецианской красной) до темного, более холодного, индийской красной (английской красной) 4 Натуральная охра Fe2O3∙nH2O Желтый Неустойчив и не стоек к действию внешних атмосферных влияний, кислот, сероводорода, высоких температур, к действию щелочей вполне устойчив. Пигменты применяются не только в качестве краски, но и как сиккатив при варке олифы. В кусках и порошке на свету сурик чернеет с поверхности, обращаясь в перекись свинца и получая темнокоричневый оттенок. В естественном состоянии ее можно найтии в вулканических породах. Или получить нагреванием желтой охры. Этот пигмент хорошо смешивается с другими, образуя большую гамму натуральных оттенков. В зависимости от количества и формы содержания в них соединений железа охры имеют тот или иной цвет. 15 5 Сиена жженная Fe2O3с примесями MnO2 и глины. Коричневый 6 Умбра SiO2 ,Al2O3 Fe2O3 Mn2O3, CaO, H2O. От краснокоричневого до зеленоватокоричневого. 7 Коричневая Ван Дейка, Кассельский коричневый Коричнево-черный цвет. 8 Синий кобальт Представляет собой углистое, гумусовое или бутуминозное вещество, пропитанное гидроокислами железа. CoO∙ Al2O3 9 Церелиум CoO+SnO2 Al2O3+MgO Чисто-синий цвет различных оттенков: от светло-голубого до темно-синего. Зеленовато-голубой По представлениям специалистов классические сиены должны обладать рядом свойств:желтокоричневым тоном с теплым оттенком в полном тоне, сильными лессирующими свойствами и явным желтоватым тоном в разбеле с маслом. Устойчива к действию света и щелочей. При пркаливании образуется жженная умбра - темнокоричневый пигмент разнообразных оттенков. Лессирует в масляной краске. При нагревании более 150°C меняет свойства. Светоустойчив и прочен как в чистом виде, так и смесях. Устойчив к щелочам, свету, атмосфере, температуре (до 1250°C), при нагревании растворяется в кислотах. 16 10 Зеленый хромовый Cr2O3 Оливково-зеленый 11 Цинковые белила Безводная окись цинка Белый 12 Титановые белила Белый Диоксид титана (TiO2) Отличающие свойства - огнеупорность, прочность цвета, на который не действуют ни щелочи, ни кислоты. Медленно высыхают, образуют хрупкий, склонный к растрескиванию слой, обладают способность притягивать и удерживать влагу из воздуха. Высокая укрывистость, стойкость к атмосферным агентам, высокая светостойкость. 17 Основания Роль оснований в области пигментов не столь значительна, как оксидов, но их широко используют в получении пигментов. Важны и другие области применения оснований в живописи. Например, гашенная известь является основным компонентов грунта под фреску. На известковой воде(раствор малорастворимого гидроксида кальция) в Древней Руси замешивали пигменты для настенных росписей. Едкие щелочи (гидроксиды натрия и калия) используют в качестве связующего при изготовлении обыкновенной плакатной гуаши, а при создании гравюры, В ювелирном деле и при изготовлении эмалей – для обезжиривания различных(металлических, стеклянных и др.) поверхностей. Основания широко применяют в качестве сырья для производства различных материалов, необходимых в пластических искусствах: пигментов, живописных грунтов, стекла и т.д. 18 Кислоты Многие неорганические кислоты, например серную ортофосфорную, широк используют в современном производстве пигментов и красителей. Среди органических кислот «поставщиками» пигментов являются уксусная и молочная кислота. Историческую роль уксусной кислоты и ее солей (ацетатов) в приготовлении пигментов объяснить нетрудно: уксус образуется при скисании фруктовых соков и вина, поэтому он известен и относительно доступен человеку уже несколько тысяч лет. Уксусная кислота образуется в процессе уксуснокислого брожения как результат жизнедеятельности уксуснокислых бактерий. Смысл протекающих при этом реакции заключается в том, что спирт ( содержащийся, например, в вине) окисляется кислородом воздуха. В древности образовавшуюся а перебродившей жидкости кислоту выделяли с помощью перегонки. Для осуществления перегонок алхимики изобрели различные приспособления, в том числе и реторту. Уксусную кислоту использовали продолжают использовать в приготовлении пищи, для создания парфюмерных и лекарственных средств, а также в качестве важного реактива и сырья для получения разнообразных химических соединений и материалов, в том числе некоторых пигментов красок. Разнообразные сосуды, созданные алхимиками для перегонки жидкостей. 19 Молочная кислота образуется при скисании молока, созревании сыра и квашении овощей (капусты, огурцов и т.п.), в процессе брожения, из сахаристых веществ, например глюкозы, под действием ферментов, выделяемыми молочнокислыми бактериями. При этом происходит реакция. Впервые молочная кислота была обнаружена в1780 г. шведским ученым К.В. Шееле в прокисшем молоке, отчего и получила свое название. Многие другие органические кислоты, входящие в состав растительных масел, широко применяют в искусстве, в частности в ювелирном деле, живописи (использовании в масляной и энкаустической ( восковой) техниках живописи ) реставрации, графике(для создании линогравюр) и др. 20 Соли Большинство пигментов, применяемых в красках, представляют собой различные соли. Соли — это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков. Например, чистый синий цвет дает пигмент под названием «марганцовая голубая», являющийся неоднородной смесью двух солей — гипоманганата и сульфата бария (BaMnO4*BaSO4), а чистый желтый цвет дает пигмент «стронциановая желтая» — хромат стронция (SrCrO4). Некоторые сульфиды, фосфаты, карбонаты дают яркие пигменты. Но эти образования не образуют крупных скоплений, весьма редки и дороги. Эти минералы химически неустойчивы (в особенности сульфиды) и могут вступать во взаимодействие с другими активными компонентами красочной системы. Долговечность этих пигментов и устойчивость к внешним воздействиям существенно ниже таковых у железооксидных и силикатных пигментов. 21 Соли и искусство фотографии Фотографией называют совокупность методов получения устойчивых во времени изображений на поверхности, чувствительной к действии света. При фотографировании объект испускает или отражает излучение, которое попадает на светочувствительный слой и вызывает в нем физические и химические изменения. Эти изменения фиксируют специальными средствами. В 1568 году Даниэлло Барбаро снабдил «камеру-обскура» линзой-объективом и отверстием с изменяющимся диаметром для повышения резкости изображения. Камера-обскура (от лат. сamera — комната и лат. obscura — тёмная) — простейший вид фотокамеры. Представляет собой светонепроницаемый ящик с отверстием в одной из стенок и экраном (матовым стеклом или тонкой белой бумагой) на противоположной стенке. Лучи света, проходя сквозь отверстие, создают изображение на экране. 22 История фотографии началась с химического открытия. В 1717 г. немецкий ученый Иоганн Генрих Шульце(1687-1744) обнаружил, что некоторые соли серебра, в первую очередь галогениды, на свету разлагаются с образованием металла. Во второй половине XVIII в. выдающийся химик К. В. Шееле проводил аналогичные опыты и обнаружил, что скорость реакции разложения соли серебра зависит от длины волны светового луча. Ученый покрывал лист бумаги порошком, содержащий хлорид серебра, поверх порошка располагал вырезанные из картона буквы и облучал заготовку светом. Незащищенные участки темнели, и на порошке возникало четкое изображение. В 1802 году Томас Уэджвуд и сэр Хамфри Дэйви методом контактной печати получили силуэты и изображения на бумаге со специальным покрытием, но они не смогли добиться прочных отпечатков. В 1816 году Джозеф Нипс сделал еще несовершенный фотоаппарат из шкатулки и объектива, взятого из микроскопа, и смог с его помощью получить негативное изображение. В 1835 году Уильям Талбот первым сделал позитивы из негативов, а также получил прочные отпечатки. В 1839 году Луи Дагер объявил об изобретении дагерротипного процесса, при котором изображение фиксировалось на серебряной пластинке. 23 Дагерротип с точки зрения химика Фотоматериалом является серебряная пластина (или, скорее, посеребренная медная пластина), обработанная в парах йода при комнатной температуре: 2Ag + I2 = 2AgI. Поскольку иодид серебра чувствителен к синей и УФ-части спектра, в некоторых модификациях дагерротип-процесса (в том числе и в классической ртутной схеме, разработанной Дагерром), применяется дополнительная обработка в парах брома и/или хлора для сдвига максимума чувствительности в среднюю часть спектра (сенсибилизация), при этом образуются соответствующие галогениды серебра. Таким образом, стадии изготовления включают: • Полировку медной пластины • Серебрение • Йодирование • Сенсибилизацию Утверждается, что размеры кристаллов иодида серебра на дагерротипе, меньше чем в современных серебряных фотоматериалах. Несомненно одно - толщина слоя иодида серебра на дагерротипе может быть действительно меньше, чем эмульсионный слой на современной фотопленке, и это приводит к своеобразной тональности дагерротипснимков (от слабо желтого через пурпурный к зеленоватому у исходных материалов, до желто-голубоватых у экспонированных и проявленных снимков). 24 Формирование изображение происходит за счет фотохимического разложения галогенида серебра: 2AgI =2Ag + I2↑ Следует отметить, что эта реакция не протекает до конца. В результате в каждом кристаллике иодида серебра (вернее на его поверхности) присутствует определенное количество атомов серебра. Однако оптические свойства (способность пропускать и рассеивать свет) не слишком отличаются от исходных кристаллов. Естественно, что степень протекания фотохимической реакции зависит от освещенности - в области света и светотени снимка она, естественно, выше, чем в теневых и полутеневых областях; от времени выдержки (в дагерротипии от нескольких минут до получаса). На глаз это различие практически не заметно, поэтому получившееся изображение называют «скрытым» (в реальности, на экспонированных дагерротипах при тщательном осмотре все-таки можно выявить контуры будущего изображения). 25 В любом фотопроцессе, использующем соединения серебра, процесс проявления – это химическая реакция восстановления этого соединения до металлического серебра. Причем скорость этого восстановления больше, если в кристалле серебряной соли (иодида в нашем случае) уже присутствуют атомы (вернее, скопления атомов серебра), выполняющие роль зародышей (центров кристаллизации) металлического серебра. Важно подобрать правильно время проявления и не «перепроявить» снимок, в противном случае (протекание реакции на 100%) металлическое серебро будет равномерно распределено по площади снимка. Дагер использовал обработку снимка в парах ртути (50-60°С) для проявления скрытого изображения. Принято считать, что металлическое серебро скрытого изображения взаимодействует с парами ртути с образованием серебряной амальгамы – сплава ртути и серебра. Тем не менее, вряд ли данное объяснение можно признать удовлетворительным, поскольку малые размеры центров скрытого изображения приведут к таким же размерам частиц серебряной амальгамы; этого явно недостаточно для визуализации скрытого изображения. По-видимому, пары ртути выступают в качестве восстановителя: 2AgI(тв) + 2Hg(пар) = Hg2I2(тв) + 2Ag(амальгама). 26 Скорость этой реакции выше в тех участках снимка, где присутствуют центры кристаллизации (скрытое изображение). Современная дагерротипия использует процесс Беккереля, идея которого состоит в контролируемом увеличение размеров центров скрытого изображения. Для этого используют упомянутую выше реакцию фотохимического разложения иодида серебра в условиях красного освещения (т.е. минимальной фоточувствительности). При этом скорость реакции сильно зависит от наличия или отсутствия центров кристаллизации (скрытого изображения). Практически проявление по Беккерелю выполняют, накрыв экспонированный снимок красным стеклом и оставив его на солнечном свету на длительное время (порядка суток). Основной особенностью дагерротипии является то, что в результате проявления получается позитивное изображение. Процесс фиксации (закрепления) заключается в удалении непрореагировашего иодида серебра с незасвеченных участков снимка. Для этого используются химические реагенты, которые переводят нерастворимый иодид в растворимые комплексные соединения. Дагерр использовал концентрированный раствор хлорида натрия: NaCl + AgI↓ = Na[AgICl]. 27 Позже (Гершель) для фиксации был предложен тиосульфат натрия: AgI↓ + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaI. Для увеличения долговечности снимка иногда применяют золочение: 3Ag + H[AuCl4] + 2HCl = Au +3H[AgCl2] 2) Цианотип-процесс – один из наиболее применяемых сегодня фотографических процессов (позволяет проводить фотопечать практически на любой поверхности: камне, металле, стекле), хотя история его столь же почтенна, как и в случае даггеротипа. Разработано несколько модификаций этой технологии. В современном цианотипе используют комплексную соль трехвалентного железа с оксалат-ионом в качестве лиганда, (NH4)3[Fe(C2O4)3] - триоксалатоферрат(III) аммония. На свету происходит следующая фотохимическая реакция: 2(NH4)3[Fe(C2O4)3] + hν → 2(NH4)2[Fe(C2O4)2] + (NH4)2C2O4 + CO2↑. Для проявления используют цветную качественную реакцию на трехвалентное железо (для позитивного изображения) или на двухвалентное (для негатива). В случае позитивной печати: NH4)3[Fe(C2O4)3] + K4[Fe(CN)6] → KFe[Fe(CN)6] (или Fe4[Fe(CN)6]3)↓ + 3/2(NH4)2C2O4 + 3/2K2C2O4. Образующийся осадок ферроцианида железа-калия окрашен в синий цвет. Фиксации, как таковой, не нужно , т.к. окслатоферраты уходят в раствор при проявлении. 28 Получение минеральных пигментов и красок на их основе. 1.Получение цинковых белил (белый пигмент): Взаимодействие гранулированного цинка с соляной кислотой. К полученному раствору медленно приливаем раствор соды. Сначала он нейтрализует избыток кислоты, а затем вступает в реакцию с хлоридом цинка. Осадок следует отфильтровать, промыть водой, слегка просушить и прокалить при температуре не выше 25°C. Получаем белый пигмент - оксид цинка. 2.Получение сурика (красный пигмент): Красные краски получают на основе оксида железа (III). Для получения краски необходимо сульфат железа (II) и прокаливать его до тех пор, пока он не почернеет. При этом протекает реакция: 2FeSO4∙7H2O=Fe2O3+H2SO4+SO2+6H2O При охлаждении образуется красный оксид железа (III). 3. Получение хромата свинца (желтый пигмент): К раствору дихромата калия (2 мас. ч. соли на 10 мас. ч. воды) прилить 0,1 н раствор ацетата свинца при перемешивании. Протекает реакция: K2Cr2O7+2Pb(CH3COO)2+H2O=2PbCrO4+2CH3COOK+2CH3COOH Полученный осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают 29 4.Получение гидроксида железа (III) (коричневого пигмента): Добавить раствор гидроксида натрия к раствору сульфата железа (III). При этом выпадает в осадок гидроксид железа (II), окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа (III). Для ускорения реакции можно добавить немного пероксида водорода (3%). Осадок высушить при небольшом нагревании. 5.Получение черного пигмента: Черный пигмент - это обычная сажа. Направить пламя парафиновой свечи на холодный негорючий пигмент, образующийся черный налет время от времени соскребать скальпелем или ножом. В указанных условиях парафин сгорает не полностью и наряду с углекислым газом образуется и элементарный углерод - сажа. 30 6.Получение оксида железа 3 1.В стакан на 400 – 600 мл., наливаем 50 мл., азотной кислоты (HNO3) и немного воды. Далее понемногу добавляем железо. 2.Когда все железо растворится, необходимо отфильтровать жидкость от различных примесей. После фильтрации должна остаться жидкость красного цвета. В нее добавляем раствор гидроксида калия (KOH). 3.В растворе сразу же, начинает выпадать осадок (он, то нам и нужен). Фильтруем раствор. Собранный осадок (Fe(OH)3) складываем на железную или стальную пластину (фольгу использовать нельзя) и отправляем в духовку, прогретую до 100 градусов. На выходе получаем, такой порошок (Fe2O3): 31 7.Получение золя берлинской лазури. Ход работы. К 10 мл 0,01 % K4 [ Fe ( CN )6 ] прибавляют 2 – 3 капли 2 % FeCI3. Наблюдение. Получили золь берлинской лазури синего цвета. Уравнение реакции. 3 K4 [ Fe ( CN )6 ]4 - + 4 FeCl3 Fe4 =[ Fe (CN )6 ]3 + 12 KCl Fe(2+) + [Fe(III)(CN)6](3-) = Fe(3+) + [Fe(II)(CN)6](4-) 4Fe(3+) + 3[Fe(II)(CN)6](4-) = Fe(III)4[Fe(II)(CN)6]3 - темно-синий осадок 9.Получение бременской голубой. К 100мл молярного раствора медного купороса приливают такой же объем одномолярного раствора гидроксида натрия. После отстаивания раствор сливают с осадка и к последнему добавляют при энергичном перемешивании 16 мл 25-%ного раствора гидроксида натрия. Немедленно промывают полученный осадок холодной водой для удаления растворимых соединений, фильтруют и просушивают при комнатной температуре. 32 Вывод Итак, главная идея нашей исследовательской работы – помощь учащемуся достичь лучшего понимания взаимосвязь химии с искусством, развивать интерес к этой удивительной науке, химии, и осознание необходимости наличия знаний по химии в повседневной жизни, формировать научное мировоззрение, расширять кругозор учащихся. Автор популярных книг по химии профессор Оксфордского университета Питер Эткинс пишет: «Химия связывает знакомое с основными законами природы». Основная цель нашей работы дать возможность увидеть межпредметную связь химии и изобразительного искусства через демонстрацию широкого спектра художественного материала и его химического состава. 33 Список использованной литературы 1. Титова, И. М. Вечер-игра «Краски разных времен». / И. М. Титова// Химия в школе. -1993. -№6. С. 63 - 70. 2. Титова, И. М. Химия и искусство. / И. М. Титова// Химия в школе.- 2007. №4. С. 41 - 49. 3. <http://www.bibliotekar.ru/slovarZhivopis/43.htm> 4. <http://www.art-con.ru/node/307> 5. <http://ru.wikipedia.org/wiki/> 6. Вигдергауз, М. С. Цветопись. / М. С. Вигдергауз, Н. Ф. Цветкова. - М.: Химия. - 1980. - 96 с. 7. Кричевский, Г. Е. Человек, создавший цветное завтра./ Г. Е. Кричевский// Химия и жизнь. - 2007. - №2. С. 44 - 46. 8. <http://alhimik.ru./> 34 Приложение 2 Химический состав художественных средств Уголь: Na2S; С; Al2O3; NaAlO3. Простой карандаш: Al2O3; С ; TiO2; СaSO4*H2O. Акварель: С3Н5(ОН)3 ; С6Н5ОН ; С6 Н12О6 ; Н2О ; Сd ; Со. Гуашь: С3Н5(ОН)3 ; С6Н5ОН; Ti; Ba; Zn. Акриловые, темперные: C6H10O5; H2O; S. Масло: BaSO4; TiO2; PbCO3; ZnO. Пастель: CaCO3; H2O; C. Сепия: C6H10O5; Na2S. Соус: S; Cu. Сангина: FeO; Fe2O3 ; H2O. 35 Приложение 3. Интеллектуальная игра Вопросы для первой команды: 1.Соединением какого металла является красная охра? 2.Чем вы объясните то, что киноварь (сульфид ртути) в средние века применяли не тольк в качестве пигмента, но и как лекарственное средство? 3.Для приготовления краски кусок малахита растерли в порошок и случайно поставили ступку на горячую плитку. Как изменится окраска пигмента? Ответы: 1.Соединением железа. 2.Согласно средневековым представлениям, сера - отец всех металлов, ртуть - мать. Сочетание двух этих элементов в одном соединении должно было обеспечивать ему чудодейственную силу. 3.Порошок почернеет, так как при нагревании малахит разлагается с Образованием оксида меди (II). Вопросы для второй команды: 1.На баночке с гуашью написано: зелень травяная. Как вы думаете, соединением какого элемента является пигмент краски? 2.Какие две - три краски животного и растительного происхождения вы можете назвать? 3.Из какой белой краски можно получить красную? Как этот сделать? Ответы: 36 1.Соединением хрома. 2.Индиго, марена, шафран, кошениль. 3.В результате прокаливания свинцовых белил образуется свинцовый сурик.
