Исследовательская работа "Эти удивительные чернила".

Муниципальное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 45

Тракторозаводского района Волгограда

Школьный конкурс исследовательских работ

и проектов школьников «Я исследователь»

Направление: «Окружающий мир»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Эти удивительные чернила

Руководитель: Дубрасова Наталия Анатольевна,

учитель первой квалификационной категории

Обучающийся: 4 «Г» класса

Затопляев Иван Александрович

Волгоград 2013

Содержание

Введение …………………………………………………………………….3

1. История возникновения чернил………………………………………...4

2.  Немного о чернильнице…………………………………………………7

3. Интересные факты о чернилах …………………………………………8

1. Рецепты чернил………………………………………………………….8

4.1 Чернила из чернильных орешков……………………………….9

4.2. Чернила из каштанов……………………………………………9

4.3. Чернила из бузины………………………………………………9

4.4. Чернила из кожуры грецких орехов……………………………9

4.5. Чернила из танина……………………………………………....9

4.6. Канцелярские ализариновые чернила…………………………9

4.7. Ализариновые чернила по Леонгарди ……………………….10

4.8. Чернила из анилина……………………………………………10

5. Эксперимент……………. ……………………………………………..10

Заключение……………………………………………………...................11

Литература ………………………………………………………………...11

Введение

Однажды, прочитав задание в учебнике по «Литературному чтению» про летописца, который  готовил чернила из старых ржавых гвоздей, кваса, меда, кислых щей, чернильных орешков (наросты на дубовых листьях), я заинтересовался, как же на самом деле раньше их делали. Я решил узнать историю чернил, их разновидности и рецепты. У меня появилась гипотеза, что чернила можно сделать самостоятельно в домашних условиях. И я решил попробовать изготовить древние чернила, которыми писал свои стихи А. С. Пушкин, тем более что все составляющие этих чернил можно найти и в наше время.

Цель исследования: изучить историю происхождения, способы изготовления, виды чернил, найти интересные факты о чернилах, проверить свою гипотезу о возможности самостоятельно изготовить чернила.

Задачи:

1. Изучить информацию по данной теме с помощью литературы и интернет-ресурсов.

1. Изготовление чернил в домашних условиях.

Объект исследования: сведения о чернилах.

Предмет исследования: изготовление чернил в домашних условиях.

Методы исследования: сбор и анализ информации, эксперимент.

Инструменты исследования: компьютер, Интернет, печатные издания, материалы и вещества для изготовления чернил.

1. История возникновения чернил

Трудно встретить человека, который не пользовался бы чернилами и не знал, что это такое. Но многие ли из нас знают историю возникновения, химический состав чернил, процесс производства.

Чернила появились тогда, когда у человечества появилась необходимость записывать что-то на бумаге. Тогда люди разных народов изобретали свои чернила, чтобы сохранить свою историю для будущих поколений.

Самый древний рецепт чернил, найденный археологами, принадлежит древним египтянам. Задолго до нашей эры они использовали для письма смесь золы от сжигания корней папируса и раствора камеди – клейкого густого сока акации или вишни. Такой же состав использовался в Китае 2,5 тыс. лет назад. Китайские чернила были смесью сажи со смолами, растворенными в щелочах. Правильнее будет назвать такие чернила тушью. Эта тушь имела весьма существенный недостаток: со временем она становилась ломкой и отскакивала от бумаги на сгибах. Кроме того, Она была довольно густой и плохо стекала с пера. Возможно, именно поэтому на Востоке предпочитали рисовать иероглифы кисточкой.

В античные времена люди делали чернила из… каракатиц. У каракатиц и их двоюродных братьев осьминогов есть особый чернильный мешок, из которого животные в минуту опасности выпускают «чернильную бомбу» - для маскировки.

Чернильные мешочки сушат на солнце, толкут, добавляют щелок и нагревают, потом добавляют серную кислоту, опять сушат и прессуют. Получается сепия, которая широко используется художниками до сих пор. Наверное, это самые древние в мире чернила, им 100 миллионов лет!

В Европе чернила появились значительно позже. В ІІІ веке до н.э. в Греции и Риме применялось несколько типов чернил. Красные, «придворные», использовались для государственных документов и строго охранялись стражей. Черные делались из сажи, плодовых косточек, древесного и костяного угля.

Из пурпура и киновари в Древнем Риме делали красные "придворные чернила", которыми писались только государственные документы. Процесс получения пурпура был очень трудоемким. Сначала собирали буквально сотни тысяч, миллионы раковин.

В Южной Италии  сохранилась "ракушечная гора", состоящая почти целиком из раковин моллюска брандариса. Из раковин извлекали тела моллюсков и помещали в соленую воду.  Затем три - четыре дня вялили на солнце, потом варили, а в результате из каждых десяти тысяч моллюсков получали ... всего один грамм краски! Скорее всего  это стало известно после того, как в 19 веке немецкий химик П. Фридке   воспроизвел древний пурпур. Переработав 12 тыс. моллюсков, он извлек 1,5 гр. красящего вещества. По приблизительному подсчету 1 кг. пурпура должен был стоить 45 тыс. золотых марок. По видимому, не яркость и красота, а цена красителя вызывала восторг придворных.

Сложная технология получения краски и высокое ее качество (окрашенные пурпуром ткани не выцветали по 200 лет) обуславливали исключительную дороговизну пурпурных красок и, соответственно, чернил. По понятным причинам широкое распространение получил совершенно иной вид чернил. Сначала это была черная краска, которая применялась и в живописи и для письма. Древнеримские художники делали чернила из плодовых косточек, виноградной лозы, мягкой древесины, сажи, древесного и костного угля.
А красные чернила считали в те времена священными: писать ими мог только император. Родился даже императорский указ, запрещавший пользоваться красными чернилами за пределами императорского двора под страхом смертной казни. Эти чернила были очень дороги, их стерегла специальная стража.      

На Руси таких строгостей, связанных с красными чернилами, не было. Их делали из насекомых червецов, которых толкли в порошок. Красные чернила были для наших предков очень нужны. Почему? Потому что в XI-XIII веках монахи переписчики книг не разделяли слова при письме, все писалось сплошным текстом. Читать такое было сложно. Поэтому все разделы в книге отмечали красной буквой, часто нарисованной в виде картинки. Это облегчало чтение. Отсюда и пошло понятие «красная строка» - абзац.

Очень красивы были золотые и серебряные чернила, их чаще всего применяли для оформления религиозных книг. Но применение золота и серебра для изготовления чернил вовсе не было из ряда вон выходящим. Византийские и русские переписчики растирали мед с тонкими золотыми и серебряными листочками, потом мед вымывали, а нарядные золотые и серебряные буквы остались. В библиотеке Упсальского университета в Швеции хранится "серебряная библия", которой более полутора тысяч лет. Она написана серебряными чернилами на красном пергаменте.

Самый древний русский рецепт чернил - сажа с камедью (вишневым клеем), разведенная на обыкновенной воде. Это так называемые "копченные чернила".  ХV век дал новый рецепт - "вареные чернила" - чернила из отвара коры дубильных растений. Для их изготовления использовали корни ольхи, ореховую или дубовую кору. Из этого варили чернильное сусло и опускали в него куски железа. Для упрочнения чернил добавляли камедь (вишневый клей), а для снижения вязкости - квасцы, имбирь и гвоздику.

В ХVIII веке появился железный купорос, который стали использовать вместо кусков ржавого железа, что резко повысило скорость приготовления чернил, которые на Руси стали называть "чернила добрыя".

Известно также несколько экзотических рецептов чернил, и среди них- каштановые - из отвара кожуры зеленых каштанов, из спелых ягод бузины и кожуры грецких орехов. Делались чернила и из черники. "Указ о черниле черничном" сохранился в рукописи   ХVI- ХVII веков.

Но такие чернила давно уже стали историей. На смену им пришли чернила из орешков-галлов, покрывающих листья дуба. Это наросты на листьях и ветвях, в которых живет личинка насекомого орехотворки. Из орешков-галлов выжимали сок, смешивали с железным купоросом, добавляли немного клея – получались стойкие чернила с красивым отблеском. Сохранившиеся рукописи, написанные этими чернилами, выглядят так, будто они только что вышли из-под пера. Но у таких чернил был и недостаток: написанное можно было прочесть только спустя 10-12 часов, а до этого текст был бесцветным.

В 1847 году профессор Рунге приготовил чернила из экстракта кампешевого (сандалового) дерева, которое широко распространено в тропиках. Сок этого дерева содержит химическое вещество гематоксилин, которое при окислении превращается в пигмент фиолетово-черного цвета. Американский вариант чернил получил большое распространение, особенно в качестве школьных чернил. Лучшим сортом отечественных кампешевых чернил были глубоко-черные чернила "Пегас".

В 1885 году саксонский учитель Леонгарди совершил переворот в "чернильном деле". Он изобрел ализариновые чернила. Они также были галловые, но не бесцветно-мутные, а интенсивно сине-зеленые. На бумаге они переходили в глубокий черный цвет. Это достигалась с помощью краппа – продукта особой обработки корней восточного растения марены. Позднее крапп заменили синтетическими красителями, а чернильные шарики - танином или галловой кислотой. Однако вскоре и у этого изобретения появился конкурент – анилиновые чернила, например, фиолетовые. Это разведенный в воде синтетический краситель.

Существует великое множество рецептов невидимых (симпатических) чернил. Раньше ими успешно пользовались шпионы. Для такого рода тайнописи существует много способов, и все они используют секретные или "симпатические" чернила — бесцветные или слегка окрашенные жидкости. Написанные ими послания становятся видимыми только после нагревания, обработки специальными реактивами или в ультрафиолетовых либо инфракрасных лучах. Известно немало рецептов подобных чернил. Тайные агенты Ивана Грозного писали свои донесения луковым соком. Буквы становились видимыми при нагревании бумаги. Ленин использовал для тайнописи сок лимона или молоко. Для проявления письма в этих случаях достаточно прогладить бумагу горячим утюгом или подержать ее несколько минут над огнем.

Создают такие чернила и сейчас. Например, в Японии совсем недавно выпущены чернила, исчезающие с бумаги через два дня – для временных пометок на полях книг.

Чернила из молока, лимона, из насекомых и щей, из каракатиц и ягод, из золота и серебра...Теперь человечество пишет чернилами, сделанными химическим путем. Они качественны и дешевы. Каждое время рождало свои чернила, но спрос на них никогда не проходил. И не случайно: по словам Байрона, одной капли чернил достаточно, чтобы возбудить мысль у миллионов людей.

2. Немного о чернильнице

Археологи в засыпанном пеплом древнеримском городе Геркулануме нашли глиняную чашечку, на дне которой виднелся какой-то темный осадок. Оказалось, что это самая старая из всех известных на земле чернильниц! Более тысячи лет в ней сохли "чернила" – обыкновенная сажа, разведенная на масле. Совсем недавно произошла сенсация в Национальном музее Башкирии. Более 30 лет в фондах музея находилась чернильница времен Чингисхана (XIII в.). Этот экспонат принес в музей крестьянин. Он нашел потемневший от времени металлический сосуд, когда пахал землю. 30 лет никто из сотрудников музея не мог этот сосуд атрибутировать. Предполагали, что он имеет религиозное предназначение. И вот совершенно случайно одна из сотрудниц музей увидела раритет на страницах архивного фолианта. Оказалось, что таких чернильниц в мире всего три: одна находится в коллекции Нассера де Халили, другая - в Эрмитаже, третья - в Иране.

Ученые считают, что декор чернильницы схож с рисунком на чаше, созданной в западном Иране, и хранящейся ныне в музее Барджелло во Флоренции. Надпись на одной из похожих на найденную чернильниц оказалась пожеланием: славы и процветания, богатства и счастья, благополучия и достатка, благодати и поддержки.

Такую чернильницу писарь носил на ремешке на шее и записывал приказы хана на шелковом свитке, макая в чернильницу тростниковой палочкой, которая называлась "калам" (ср. с "каламусом" древнего Рима!). Чернилами же служили разведенные в воде минералы.

На медной чернильнице Чингисхана отлит текст, расшифровать который пока не удалось.

3. Интересные факты о чернилах

Среди материалов, которые использовались для приготовления чернил, заметную долю составляли... грибы. На пустырях, на богатой азотом почве, на навозе нередок гриб копринус. Его конические шляпки на тонкой ножке поднимаются на 20-30 сантиметров над поверхностью почвы. Существуют они недолго. Старея, копринусы буквально расплываются, образуя водянистую массу интенсивного черного цвета. Вот ее-то и используют в качестве чернил. Такие чернила использовали во Франции еще 200 лет назад.

В Древнем Риме того, кто осмеливался украсть с императорской канцелярии пузырёк с чернилами, сразу приговаривали к смерти.

         Еще в прошлом веке великий изобретатель Эдисон придумал чернила для слепых. Стоило написать ими текст и немного подождать, как бумага в тех местах, где были начертаны буквы, твердела и поднималась, образуя рельеф.

 Остался загадкой рецепт "чернил драгоценных камней" – рубиновых, сапфировых, перламутровых, тайной которого владели в древности монахи монгольского монастыря Эрдени-Цзу. Неизвестен непосвященным и состав чернил, которыми продолжают пользоваться монахи-буддийцы в Бирме, Таиланде и Шри-Ланке.

Когда читаешь про старые способы получения чернил, то, кажется, что их сочиняли большие лакомки. Чего только в чернила не добавляли! Мед и патоку, чернику и бузину, молоко и яйца, квас и простоквашу, даже кислые щи.

У древних жителей Средней Азии тоже были свои секреты. Как-то в пещерах полуострова Мангишлак были найдены книги и рукописи. Учёные обнаружили, что в состав чернил, которыми они написаны, входят сахар и просо.

Интересно, что и до настоящего времени лучшая черная краска приготовляется из сажи, полученной при сжигании виноградных косточек.

4. Рецепты чернил

Применяемые в настоящее время чернила  можно разбить на две группы. Самую большую и важную группу образуют черные чернила, содержащие дубильную кислоту. Чернила второй группы не содержат в своем составе дубильных кислот.
        Чернила первой группы все еще самые употребительные и притом самые дешевые. Они приготавливаются главным образом из дубильной и галловой кислот или из веществ, содержащих дубильное вещество. Приготовление этих чернил основано на свойстве водной вытяжки дубильных веществ образовывать с солями железа дубильно-кислое железо, которое и является окрашивающим веществом. При помощи гуммиарабика в качестве загустителя, красящее вещество остается в тончайшем распределении жидкости.

4.1. Чернила из чернильных орешков

Для приготовления обыкновенных канцелярских или школьных чернил посредством настаивания или вытяжки на холодной воде берут:
3 части чернильных орешков (галлов),
2 части железного купороса,
2 части гуммиарабика (смола акации),
60 частей воды.
Орешек толкут в порошок и, всыпав в стеклянную бутыль, обливают водой. В другом сосуде растворяют железный купорос и гуммиарабик месте порознь. Настой орешка должен стоять несколько дней, пока вода не извлечет из него все дубильное вещество, между тем как купорос и гуммиарабик вполне растворяются в течение нескольких часов. Оба раствора сливают вместе, хорошо перемешивают и, дав простоять день или два, осторожно сливают, чтобы отделить жидкость от осадка.

4.2. Чернила из каштанов

Варят 200г зеленой кожуры каштанов в 1л воды в течение нескольких часов, отвар процеживают и смешивают с железным купоросом и квасцами.

4.3. Чернила из бузины

100г спелых ягод черной бузины раздавливают и выдавливают сок. В 5г уксуса растворяют 2г квасцов и 5г железного купороса. И прибавляют этот раствор к соку ягод.

4.4. Чернила из кожуры грецких орехов

100г зеленой кожуры грецких орехов варят в 400г воды, 4г железного купороса и 4г квасцов. Получаются прочные и красивые чернила.

4.5. Чернила из танина

Танина -2,44г, галловой кислоты – 0,77г, железного купороса – 3г, гуммиарабика – 1 г, соляной кислоты – 0,25г, карболовой кислоты -0,1г, воды 100 мл. Растворяют составные части в воде при частом помешивании.

4.6. Канцелярские ализариновые чернила

1-й раствор (чернильные орешки – 600г, кипяченая вода- 2л)

2 –й раствор (индиго в порошке- 40г, серная кислота 50% 200г0

Индиго помещают в глиняный глазированный горшок и поливают серной кислотой, затем дают отстояться в течение суток и осторожно прибавляют понемногу 2л кипяченной воды, 90г чистых, мелко истертых в фарфоровой ступке железных опилок и 60г мела. Полученную жидкость фильтруют и вливают в нее профильтрованный первый раствор. Эти чернила дают на бумаге зеленое окрашивание, по высыхании переходящее в интенсивный сине-черный цвет.

4.7. Ализариновые чернила по Леонгарди

3.5 г истолченных в крупные зерна чернильных орешков и 250 г крапового корня оставляют стоять в течение нескольких дней с 10 л теплой воды; фильтруют, пополняют испарившуюся воду новой и прибавляют при взбалтывании 100 г раствора индиго, 433 г железного купороса и 166 г раствора уксусно-железной соли. Жидкость оставляют в течение 8-10 дней спокойно стоять и затем сливают о осадка.
Раствор уксусно-железной соли приготовляют посредством обработки 2 вес. ч. железной проволоки, токарных или др. стружек или опилок, 20 вес. ч. древесного уксуса.

4.8. Чернила из анилина

1,3г паратоллуидина растворяют в 7,7 г анилина, после чего к раствору прибавляют 15г разведенной соляной кислоты и 15г гуммиарабика. Полученный состав тщательно перемешивают и в отдельной посуде растворяют в 20г нагретой дистиллированной воды, 2,6г двухлористой меди, 2 г поваренной соли, 1,3г хлористого аммония и 1,3г бертоллетовой соли, после чего к этому раствору примешивают 11г гуммиарабика. Перед употреблением смешивают равные части обоих растворов.

5. Эксперимент

Меня очень заинтересовала возможность самому сделать древние чернила, и я решил провести эксперимент по их созданию. Из выше приведенного списка рецептов чернил наиболее интересным мне показался рецепт из чернильных орешков.

Мы собрали в лесу чернильные орешки, набрали вишневой смолы которой решили заменить гуммиарабик, купили железный купорос. Измельчили чернильные орешки, сложили в стеклянную банку, залили холодной водой и настаивали несколько дней. В другой посуде развели железный купорос и растворили вишневую смолу. Затем все растворы смешали и у нас получились замечательные чернила, которыми можно писать. Эксперимент удался!

Так что, если, вдруг, мы попадем на необитаемый остров, на котором растут дубы и под рукой окажется кусок ржавого железа и клочок бумаги, мы всегда сможем послать с помощью бутылочной почты, своим маме с папой и самым лучшим друзьям весточку.

Заключение

Проведя  исследование, я узнал много новой и интересной для себя информации о чернилах, о различных видах и способах их получения. Кроме того, я подтвердил свою гипотезу о том, что настоящие чернила можно приготовить самостоятельно в домашних условиях. В будущем мне хотелось бы провести работу с симпатическими (невидимыми) чернилами.

Я надеюсь, что после моего доклада вы сможете сами изготовить чернила и будете относиться к ним с большим уважением, потому что чернила имеют длинную историю и играют огромную роль в нашей повседневной жизни.

Литература

1. Энциклопедия Тайн и загадок. «Загадки и тайны обычных вещей».М., 2001.
2. Б.Д.Степин Л.Ю. Аликберова Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия,   1995.
3. Гроссе Э., Вайсмантель X. Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. 2-е русское изд. - Л.: Химия, 1985.
4. Кто изобрел чернила? http://peopleask.ru/kto-izobrel-chernila.html
5. Хитрые чернила http://arfo.hut2.ru/Page11/f2-15.htm
6. История развития чернил http://www.olmikans.ru/articles/history6.php
7. Где изобрели чернила? http://allforchildren.ru/why/where1-12.php
8. Когда и как появились чернила? http://vse-znaykin.ru/chernila.php