……«химия и живопись»…...

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №471

Научно-исследовательская работа

по химии

на тему: «химия и живопись»

                                                                Исполнитель:

                                                                Ученица 9 «Ж» класса

        Крутящая Елизавета.

                                                                 Руководитель:

                                                                 Учитель химии

                                                                 Товстопят Татьяна Сергеевна.

Санкт-Петербург 2018 г.

Содержание

1.Введение………………………………………...…3

2. Теоретическая часть…………………………..….4

                   2.1.Возникновение красок………………………….4

                   2.2.Первобытные времена………………………..4-5

                   2.3.Появление красок. Древний Египет………....5-6

                   2.4.Древний Китай……………………………….…6

                   2.5.Средние века……………………………….....6-7

                   2.6.Новые открытия………………………………7-8

                   2.7.Массовое производство……………………..…8

                   3. Практическая часть…………..………………….9

                   3.1 Получение красок в школьной лаборатории....9

1.Введение

С давних пор люди использовали краски для того, чтобы придать окружающим их предметам радующее глаз разнообразие цветов. Для этого использовали природные соединения, иногда химически очень простые, чаще – довольно сложные. Краска — это декоративная и защитная система, состоящая из пигмента, наполнителя и связующего вещества.

Предметом исследования в данной работе мы избрали способы получения минеральных пигментов.  

Объектом исследования данной работы явились краски минеральные, которые по своему составу значатся классическим представителем бытового назначения.

Цель исследования:

•  рассмотрение химического состава пигментов красок;
•  создание их в лабораторных условиях.

Задачи:

•  изучить и проанализировать литературу по истории красок;
•  рассмотреть химический состав пигментов, которые входят в состав красок;
•  получить минеральные пигменты;
• проанализировать характеристики полученных красок.

   Гипотеза:

   Поскольку краски состоят из химических соединений, то, имея нужные реагенты, можно получить краски собственного изготовления.

2.Теоретическая часть

Краски — это более общее, неточное название цветных веществ (пигментов, красителей). В виде красок выступают суспензии из пигментов в плёнкообразующих веществах и применяются в качестве защитных и декоративных покрытий, а также изобразительном искусстве. Они содержат наполнители, растворители, пластификаторы, отвердители. Первоначально рисунки создавались только с помощью пигментов — мелко истолчённых твёрдых окрашенных веществ. Позднее в их состав стали вводить связующие вещества (кровь животных, яичный желток) — так получили краски. До наших дней дошли изображения, возраст которых исчисляется сотнями, а то и тысячами лет — и всё это благодаря долговечности минеральных красок. 

Темперная краска, или как ее еще называют темпера, это краска, изготовленная на основе эмульсионного связующего и пигмента. Название происходит от латинского слова «темпере», что переводится как «смешивать». 

2.1.Возникновение красок

Роль краски сложно переоценить. Без ярких цветов мир и предметы были бы очень скучными и унылыми. Недаром человек старается подражать природе, создавая чистые и сочные оттенки. Краски известны человечеству с первобытных времён.

2.2.Первобытные времена

Яркие минералы притягивали взор наших далёких предков.

Именно тогда человек догадался растирать такие вещества в порошок и, добавляя некоторые элементы, получать первые в истории краски. Цветная глина также шла в ход. Чем больше развивались люди, тем больше становилась потребность запечатлеть и передать свои знания. Сначала для этого использовались стены пещер и скал, а также самые примитивные краски. Считается, что самым древним из обнаруженных наскальных рисунков уже более 17 тысяч лет! При этом живопись доисторических людей довольно хорошо сохранилась.

В основном первые краски изготавливались из железистого природного минералы охры. Название имеет греческие корни.

Для светлых оттенков использовали чистое вещество, для получения более тёмных добавляли в смесь чёрный древесный уголь. Все твёрдые вещества растирались вручную между двумя плоскими камнями. Далее непосредственно краску замешивали на животных жирах. Такие краски хорошо ложились на камень и долго не высыхали из-за особенности взаимодействия жира с воздухом. Получаемое покрытие, как уже было сказано ранее, было очень прочным и стойким к разрушительным воздействиям окружающей среды и времени.

Для наскальной росписи использовалась преимущественно жёлтая охра. Красноватые оттенки оставляли для ритуальных рисунков на телах умерших жителей племени.

Предположительно, именно эти обряды дали современное название минералу красный железняк – гематит, с греческого языка переводимого как «кровь». Красный цвет придаёт минералу безводная окись железа.

2.3.Появление красок

Древний Египет

Шло время, и человечество открывало для себя новые виды и способы производства красок. Примерно пять тысяч лет назад появилась киноварь – ртутный минерал, придающей краске алый цвет. Наибольшую популярность киноварь завоевала у древних ассирийцев, китайцев, египтян, а также в древней Руси.

Египтяне на заре расцвета своей цивилизации открыли секрет изготовления пурпурной (фиолетово-красной) краски. Из особого вида улиток выделяли секрецию, которую потом добавляли в стандартный состав красящих веществ.

Для создания белой краски с древнейших времён люди использовали известь, которая является конечным продуктом сжигания известняковых минералов, устриц, мела и мрамора. Такая краска была одной из самых дешёвых и простых в изготовлении. Кроме того, белая известь может поспорить с охрой в вопросе древности рецепта.

Египетские гробницы и пирамиды фараонов перенесли из времён расцвета египетской цивилизации удивительно красивый и чистый оттенок – ляпис-лазурь, натуральный ультрамарин. Даже спустя несколько тысяч лет рисунки не потеряли своей яркости и не потускнели. Основным красящим пигментом в такой краске является порошок минерала под названием лазурит. В Древнем Египте лазурит был очень дорог. Чаще всего бесценную краску применяли для изображения священного символа египтян – жука-скарабея.

Надо сказать, что с древнейших времён методы производства краски не претерпели значительных изменений. Твёрдые вещества также перетирают в порошок, правда, используя при этом специальные установки. Вместо натуральных жиров сейчас используют полимерные вещества. А вот для получения тёмных оттенков всё так же применяют сажу, но уже очищенную современными способами.

2.4.Древний Китай

Китайской цивилизации принадлежит пальма первенства в создании бумаги. Здесь же, за Великой Китайской стеной, появились лёгкие акварельные краски. В их состав, помимо красящих веществ и масел, входят мёд, глицерин и сахар. Для создания картин из акварельных красок нужна подходящая основа. Холсты, древесина, камни и другие традиционные предметы, на которые наносятся краски, не могут быть использованы для этой цели: акварель не ляжет на них хорошо. Поэтому при рисовании акварельными красками применяют только бумагу. Это объясняет факт появления таких красок именно в Китае, который является прародителем бумажного производства.

2.5.Средние века

Средневековье подарило миру масляные краски. Их преимуществом стали большая стойкость и надёжность, а также сравнительно малое время высыхания. Основой для таких красок служат натуральные растительные масла: ореховое, маковое, льняное и другие.

Во времена Средневековья люди научились накладывать масляные краски именно тонкими слоями. Получившаяся картина приобретала за счёт этого глубину и объем. Улучшалась и цветопередача.

Однако далеко не все мастера средневековой живописи создавали свои краски на основе растительных жиров. Кто-то замешивал красящие вещества на яичном белке, кто-то – на казеине, являющимся одной из производных молока.

Из-за уникальных особенностей производства разных красок не обошлось без исторических казусов. «Тайная вечеря», созданная знаменитым средневековым мастером Леонардо да Винчи, начала разрушаться ещё при жизни художника. Это произошло потому, что масляные краски на основе растительных жиров были смешаны с красками на основе разведённого в воде яичного белка. Химическая реакция, возникшая при этом, помешала надёжности покрытия и сохранности картины.

Натуральные компоненты вкупе с ручным производством делали краски довольно дорогим материалом. Особенно это касалось натуральной ляпис-лазури. Минерал лазурит, используемый при изготовлении ультрамариновой краски, импортировали в Европу из стран Ближнего Востока. Минерал был очень редким и, соответственно, дорогим. Художники применяли ляпис-лазурь только тогда, когда заказчик произведения заранее оплачивал краски.

2.6.Новые открытия

Ситуация начала меняться в начале 18 века. Немецкий химик по фамилии Дисбах занимался улучшение качества красной краски. Но однажды учёный получил вместо ожидаемого алого цвета краску оттенка, очень близкого к ультрамариновому. Это открытие можно считать революцией в производстве красок.

Новую краску назвали «берлинской лазурью». Её стоимость была в разы ниже, нежели у натуральной ультрамариновой краски. Неудивительно, что берлинская лазурь быстро завоевала популярность у художников того времени.

Век спустя во Франции появилась «кобальтовая синька» – краска, получившаяся ещё более чистой и яркой, чем берлинская лазурь. По внешним качествам кобальтовая синька оказалась ещё ближе к натуральной ляпис-лазури.

Вершиной деятельности учёных и исследователей в этой области стало изобретение абсолютного аналога натуральному ультрамарину. Новая краска, которую получили во Франции почти четверть века спустя после кобальтовой синьки, получила название «французский ультрамарин». Теперь чистые синие цвета стали доступны всем художникам.

Однако существовало одно немаловажное обстоятельство, которое значительно понижало популярность искусственных красок. Компоненты, используемые в их составе, нередко были вредны или даже смертельно опасны для здоровья человека.

Как было выяснено в 70-х годах 19-го века, особенно большую угрозу представляла изумрудно-зелёная краска. В её состав входили уксус, мышьяк и окись меди – действительно, страшная смесь. Существует легенда, что на самом деле бывший император Наполеон Бонапарт умер, отравившись парами мышьяка. Ведь стены в его доме, находящемся на острове Святой Елены, где Бонапарт пребывал в ссылке, были покрыты именно зелёной краской.

2.7.Массовое производство

Как уже известно, краски использовались ещё пещерными людьми при создании наскальных рисунков. Однако массовое производство красок было начато менее двух веков назад. Раньше все краски изготовляли вручную: растирали в порошок минералы, смешивали их со связующими веществами. Такие краски не хранились долго. Уже спустя сутки они становились непригодными для использования.

На заре развития лакокрасочной промышленности в продаже были и готовые к непосредственному использованию краски, и сырьё для их ручного изготовления, так как многие люди придерживались консервативных взглядов и делали краски «по-старинке». Но с развитием промышленности и новых технологий готовые краски постепенно вытеснили ручное производство.

С развитием лакокрасочной промышленности краски становились всё лучше и безопаснее для использования.

Многие вредные вещества – например, мышьяк и свинец, входившие в состав киновари и красного сурика соответственно – были заменены на менее опасные синтетические компоненты.

Неорганические вещества придают краске устойчивость к разрушению, а также помогают сохранить яркость цвета за счёт постоянного состава, что немаловажно при производстве краски в промышленных масштабах.

Однако в последнее время возвращается спрос на натуральные краски. Скорее всего, это связано с их экологичностью и безопасностью благодаря входящим в состав природным компонентам. Переход на экологически чистые технологии обусловлен общей экологической ситуацией на планете.

3.Практическая часть

3.1 Получение красок в школьной лаборатории